Como calcular a potência necessária para acionar um ventilador isolado de um mecanismo TurboFan?

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Se eu isolar o ventilador de um motor a jato TurboFan (especificamente GE90) e ligá-lo eletricamente com um motor,

  • quanta energia é necessária para a fonte elétrica conduzir o ventilador para dar a mesma quantidade de empuxo que um GE90 normal?
  • em um GE90 regular, qual é o impulso produzido pelo ventilador sozinho (excluindo o impulso da combustão de combustível)?
por Bhavesh Laddagiri 05.12.2018 / 20:11

2 respostas

link :

The LM9000 is an aeroderivative gas turbine available in two options; the LM9000 without water augmentation outputting 66 MW (89,000 hp) at a 42.4% efficiency before cogeneration, and the LM9000 with water augmentation outputting 75 MW (101,000 hp) at a 42.7% efficiency before cogeneration.

Uma turbina a gás aeroderivada é basicamente a mesma turbina com um eixo de transmissão conectado ao estágio de baixa pressão em vez do ventilador. Portanto, sua potência de saída do eixo seria aproximadamente equivalente à potência que vai para o ventilador na versão turbogeradora.

A figura 66MW (a versão aerodinâmica não usa aumento de água) corresponde a potência contínua máxima ou um pouco menos. O poder de decolagem é ainda mais.

    
04.01.2019 / 23:37

1) Com base na vazão e na velocidade de saída do bico, você pode calcular a potência mínima para aceleração do ar. Isso pressupõe 100% de eficiência do ventilador e do bocal. O poder real será mais porque eles não são 100% eficientes.

2) Estime a potência da turbina de baixa pressão, que equivale aproximadamente à entrada de energia do ventilador. Isso pode ser feito conectando a turbina LP a um dinamômetro e operando o conjunto como um motor de eixo turbo, ou estimará aproximadamente pela taxa de consumo de combustível, densidade de energia do combustível e eficiência térmica.

3) Modele o processo de decolagem como um processo de potência constante, calcule a energia cinética acumulada do avião e divida-o por tempo e número de motores, o que é um caso ainda mais ideal que 1). Isso ignora a maioria das ineficiências e deve dar o menor número.

Lembre-se, o poder não é um conceito ligado à eletricidade. Portanto, o poder de acionar o ventilador tem a ver se um motor elétrico está dirigindo ou se a turbina LP está acionando-o. Os números são os mesmos (se você mora em uma região onde a potência mecânica e a energia elétrica são medidas nas mesmas unidades).

Editar:

Pensando nisso de novo, acho que essa pergunta entendeu errado a lógica.

Antes do trabalho de design de um motor turbocompressor, uma das especificações mais básicas é quanta potência você quer dirigir (outras perguntas incluem relação de bypass e empuxo).

Isso não é algo que você estima depois de ter um mecanismo real. É algo que você precisa saber antes de o motor ser projetado (e simulado quando projetado e testado depois de projetado).

A maneira mais rápida de conhecer a potência necessária para acionar o ventilador da GE90 é perguntar aos engenheiros da GE.

    
05.12.2018 / 21:09