Labo de Mecanica 2

AULA VIRTUAL

USANDO: PLATAFORMA EDUCATIVA MOODLE Y/O
PLATAFORMA EDUCATIVA DOKEOS
(Aún no instalados en el servidor de la UNI)

CURSO: LABORATORIO DE ING. MECÁNICA II

EXPERIENCIA 5: RAM JET









ING. OSWALDO MORALES TAQUIRI




2008



RAM JET SUBSÓNICO

I.- OBJETIVOS:
Demostración del ciclo Brayton abierto en motores aeronáuticos.Determinar las fuerzas de arrastre y empuje neto por efecto de cambio en la cantidad de movimiento.

Realizar el estudio completo referido a los estatoreactores y verificar experimentalmente dicho conocimiento teórico.

II.- FNDAMENTO TEORICO
MOTORES DE TURBINA A GAS PARA AERONAVES

  Hay tres tipos de motor de turbina de gas para aeronaves: turbohélice, turborreactor y turbo ventilador. Enla figura 1 aparecen diagramas esquemáticos  de los tres tipos.

    En principio, un motor de turbohélice es una versión aérea del motor industrial de turbina a gas. Su propósito es producir potencia para impulsar una hélice. Como el motor de turbina de gas gira a una velocidad más alta que la que requiere la hélice, un arreglo de una sola flecha  requiere una caja  de engranes dereducción entre la flecha de la salida y la hélice. Alternativamente, un motor turbo hélice puede funcionar como arreglo de doble hélice si la turbina de potencia  impulsa la hélice a una velocidad más baja que el generador de gas.

    Un motor turborreactor consiste en un generador de gas y una tobera. El generador de gas produce gas caliente que se expande a través de una tobera paraproducir una alta velocidad del chorro. Un motor de turboventilador representa un compromiso en cuanto a tamaño entre los motores de turbohélice y los de turborreactor. El corazón del motor es un generador de gas. El gas fluye del generador a una turbina de baja presión que impulsa un ventilador en el frente del motor. El aire del ventilador se divide: parte de él se va a través del generador de gas.Como este último flujo de aire no se calienta mediante el proceso de combustión, se le llama chorro frío. La relación de aire en el chorro frío en comparación con el que fluye a través del generador de gas se define como relación de desviación (by pass).

Para ver dónde encajan los tres tipos de motor en el campo de la propulsión de aeronaves, es necesario definir los parámetros de rendimientobásicos para los dispositivos de propulsión.
 
PROPULSIÓN
Las hélices, los motores de turborreactor y los de turboventilador funcionan con base en el mismo principio elemental. Admiten aire a una velocidad particular y descargan aire a la atmósfera a una velocidad más alta, produciéndose así una fuerza  propulsora llamada empuje.

Una hélice se puede modelar como se muestra en la figura2(a). Aunque una hélice emplea varias aspas, se supone que forman un disco completo al girar. El aire entra a la hélice con V, la velocidad de avance de la aeronave, y sale con una velocidad más alta, Ve. El incremento en la velocidad  produce el empuje, F. Para el siguiente análisis, se supone que el aire a ambos lados de la hélice se encuentra a la misma presión atmosférica. También se supone que elaire sale de la hélice en dirección axial, sin rotación.


     Un motor de turborreactor, o de turboventilador, se puede modelar como se muestra en la figura 2(b). Siempre y cuando la expansión en la tobera sea hasta alcanzar la presión atmosférica (una diferencia de presión crearía una fuerza adicional,
que se ignora en el presente análisis) y la velocidad sea constante a través  de lasalida, el empuje resultante también se puede calcular por medio de  la ecuación

F = m*(Ve-V) (E.1)

Si estudiamos la ecuación vemos que el empuje se logra por medio de un flujo másico de aire a través del dispositivo, relacionado con un incremento en la velocidad. Por lo tanto, se puede lograr un empuje particular si se tiene un gran flujo másico de aire y un...