Por que uma seção de Alta Pressão contra-rotação é mais eficiente? [duplicado]

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No material de marketing da Rolls Royce Trent 900, o uso do sistema HP contra-rotativo é descrito como aumentando a eficiência do motor. Alguém pode explicar por que / como isso aumenta a eficiência?

    
por Josh Bywater 28.11.2017 / 08:51

2 respostas

Esses documentos do tipo de marketing nem sempre significam "eficiência" na verdadeira definição técnica da palavra, nem está claro se eles estão falando sobre a eficiência do estágio da turbina (ou seja, eficiência do processo de expansão do bico / turbina); eficiência térmica geral do motor.

A principal vantagem da contra-rotação é a remoção das palhetas-guia do bico (GNVs) entre a turbina de alta pressão e a turbina de baixa pressão. Esses bicos de entrada LPT requerem ar de resfriamento, que precisa ser de uma fonte de pressão razoavelmente alta, porque ele tem que estar em uma pressão mais alta do que onde está sendo introduzido de volta na corrente de gás quente. Por isso, geralmente é sangrado de dentro da saída do compressor de alta pressão. (Consulte a referência abaixo para "HPC S7 Air" - que significa o estágio 7, este é o motor GE90 que possui 9 ou 10 estágios de HPC, dependendo do modelo).

Em comparação, o ar de resfriamento da aleta do guia do bocal de entrada do HPT deve ser sangrado da saída do HPC, pois é necessária uma pressão ainda maior. (consulte a referência a "HPC exit air" ou "CDP", pressão de descarga do compressor).

(foto de aqui )

Dado que as palhetas de guia de bocal LPT requerem resfriamento, removê-las reduz o ar de resfriamento necessário e, portanto, este ar, que foi comprimido e requer energia de turbina para isso, representa um investimento de energia pelo motor. no combustor, e para extrair (recuperar) o trabalho da turbina de alta pressão. Portanto, a eficiência do ciclo termodinâmico do motor é aumentada, pois os requisitos de ar de resfriamento parasitário diminuíram.

    
28.11.2017 / 12:02

Além de reduzir a economia de energia do ar, há a simples tarefa de retirar energia da aleta guia - como o disco de contra rotação agora executa essa função - e colocar em um eixo acionando a seção de compressor de alta pressão, que também é contrarrovendo e eliminando o arrasto induzido do "elevador" produzido por um estágio de palhetas guia naquele fim. Acredito que ainda há pás guia entre o compressor do segundo estágio e o compressor de alta pressão, bem como entre o primeiro disco da turbina e a seção do segundo estágio na extremidade quente, mas estes terão alinhamento mais axial, portanto duas interfaces permitem a energia de redirecionar o que teria sido um fluxo helicoidal em motores "normais", em vez disso, aciona um eixo em vez de apenas empurrar torcionalmente contra a carcaça do motor.

    
28.11.2017 / 14:02