Qual é a mudança absoluta de velocidade através do compressor + queimador?

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Eu pensei que a velocidade que passava por um turbojato aumentava à medida que passava pelo compressor e pelo queimador. Intuitivamente, se a pressão / entalpia aumenta, também aumenta a velocidade, certo? Eu me deparei com essa imagem, no entanto:

Como você pode ver, esta imagem diz que a velocidade geral realmente diminui na saída do compressor e do queimador.

Qual é a explicação lógica por trás disso? O efeito de compressão / queima não deveria realmente acelerar o fluxo?

    
por Jose Lopez Garcia 13.06.2016 / 18:52

2 respostas

O fluxo entra no compressor a aproximadamente Mach 0,4 a 0,6, a fim de garantir um alto fluxo de massa com velocidades de pás do compressor ainda subsônicas. A compressão do ar permite reduzir a velocidade do fluxo, e entre a saída do compressor e a câmara de combustão é um difusor para reduzir ainda mais a velocidade do fluxo. Por quê? Para garantir um alto grau de combustão! Quanto mais tempo os reagentes permanecerem no combustor, melhor. E grandes câmaras de combustão são pesadas, então elas são mantidas o mais curto possível .

Assim que o ar esquenta, aumenta a velocidade. A esse respeito, seu gráfico não está totalmente correto (ou assume uma seção transversal que se amplia rapidamente através do combustor). Mas a relação geral entre pressão e velocidade está certa: enquanto nenhuma energia é adicionada ou removida, a soma de energia de pressão e energia cinética do fluxo é constante. Enquanto o compressor e o combustor adicionam energia e a turbina a remove novamente, o bocal é uma região de energia constante. Aqui, a pressão restante do fluxo é convertida em velocidade.

    
13.06.2016 / 23:03

Esta imagem que o TomMcW publicou nos comentários é uma representação muito melhor do que está acontecendo.

Primeiro, olhar apenas a velocidade axial é apenas metade da história, através do compressor e, especialmente através da turbina, o fluxo de ar pode ser mais circunferencial do que axial. Na verdade, o ponto das pás do estator e dos bicos da turbina (pás da turbina) é o de girar o fluxo de ar para fornecer o ângulo de ataque adequado às pás.

A velocidade cai no compressor porque a área de fluxo não diminui tão rapidamente quanto a densidade do ar aumenta, pelo projeto. Isso aumenta a eficiência do compressor e mantém o ar em movimento mais lento na saída do compressor.

A área de fluxo aumenta muito na descarga do compressor que entra no combustor, isto é para desacelerar o ar para uma melhor combustão e para garantir que a pressão estática na parte externa do revestimento seja maior do que no interior. No combustor, duas coisas aumentam a velocidade, primeiro uma quantidade maciça de calor é adicionada, diminuindo a densidade exigindo uma velocidade mais alta e a área ficando menor, também aumentando a velocidade, ambas podem ser calculadas com a equação de continuidade. Você também recebe uma pequena quantidade de aumento de massa através do combustor do combustível.

Agora, na saída do combustor, você tem os bicos da turbina da Fase 1, que aceleram o fluxo de ar para Mach 1 e geralmente com um ângulo circunferencial muito agudo. O ar então diminui e fica esticado quando a lâmina da turbina extrai o trabalho. Isso é repetido em cada estágio da turbina, embora não atinja novamente Mach 1.

Lembre-se também de alterações no Mach 1 em todo o motor com temperatura total.

    
14.06.2016 / 05:52