Q 0.2m

3

min52.834gpm

H 15m 49.213ft

N1 6000rpm

N2 10000rpm

Ns16000 52.834

49.213

3

4

2.347 103

Ns210000 52.834

49.213

3

4

3.912 103

Tarea 2 turbo máquinas térmicas Natasha Rojas #06-40235 Problema 2.1: Selección de equipo

El equipo recomendado para esta aplicación

es una bomba del tipo mixta de acuerdo a

los cálculos efectuados y al diagrama de

selección

Problema 2.2: Compresor Centrífugo

La eficiencia del equipo, considerando que no se aprovecha la energía cinética a

la salida, es de 80%. Su rango de operación con una relación de presión de 7, seria de un

flujo másico entre 0.7 y 1. Y con un flujo másico de 0.9, estaría entre una de rp de 6 y 8. Problema 2.3: Turbina radial

Una eficiencia de 82%

aproximadamente.

Problema 2.4: Zona de Choke

Las líneas verdes de choke line forman la zona de estrangulamiento de flujo y en la grafica se observa que el flujo permanece constante en esta zona.

Problema 2.5: Elementos Aerodinámicos

Figura 2. Compresor centrífugo de 1 etapa.

Voluta Rotor IGV Alabes difusores

Figura 3. Compresor centrífugo de 1 etapa.

Problema 2.6: Compresor multietapa

Figura 4. Compresor multietapa

Problema 2.7: Compresor para aire acondicionado

Problema 2.8: Evolución de Rotores

Se puede observar en la figura que todos los rotores son axiales ya que el flujo a través de ellos cambia de dirección 90 grados. El original tiene alabes muy rectos y presenta un pobre perfil aerodinámico que puede producir muchas pérdidas al fluido y genera una baja eficiencia de la maquina. En el segundo grupo de rotores se empieza a notar un cambio en el perfil aerodinámico que es más beneficioso para el fluido dentro del rotor.

En los rotores más recientes se observa nuevamente el desarrollo de un perfil más

elaborado debido a la tecnología utilizada para su cálculo. Igualmente se aumenta el número de alabes del rotor. Problema 2.9: Diferencias

La turbina a gas para propulsión de un misil posee un Fan a diferencia de la turbina de uso industrial que tiene IGV para direccionar el flujo

La turbina de propulsión tiene un Bypass antes de la etapa de compresión, en cambio la turbina industrial lo tiene después de la etapa de compresión para el quemador

La turbina industrial posee sólo un compresor Axial, la otra turbina tiene unas etapas de compresión Axial seguida de una etapa de compresión Radial.

La turbina de propulsión tiene dos turbinas, una de baja presión y la otra de alta presión; a diferencia de la turbina industrial que posee una sola turbina. Problema 2.10: Compresor centrífugo multietapa de succión simple

Este compresor multietapa tiene 6 etapas. En la imagen se puede apreciar una diferencia de tamaños entre los rotores, el diámetro del rotor va a disminuir mientras que el fluido se va comprimiendo (de derecha a izquierda). Esto se debe a la necesidad de reducir el volumen ya que el aire se va comprimiendo y ocupa menos espacio mientras el flujo permanece constante durante cada etapa de compresión.

Problema 2.11: Compresor centrífugo multietapa en línea

Problema 2.12: Mapa de operación compresor

El desempeño seria cercano a 60%. Problema 2.13: Compresor Axial Alabes del rotor Difusor Estator Voluta

Los compresores axiales tienen altas eficiencias y altas relaciones de presión (mayores que para compresores centrífugos), también tienen menor área frontal lo cual los hace que sean apropiados para usos aeronáuticos. Por otro lado son de alto costo y frágiles.

Problema 2.14: Compresor corregido por condiciones iniciales

To1

Toref0.861

Problema 2.15 Compresor escalado

La variación en la eficiencia es de aproximadamente un 9%. El Reynolds aumenta 9 veces si el diámetro se triplica. Problema 2.16: Compresor centrífugo Utilizando la grafica de obtiene:

a. a. 1.69ks/s b. 113.8kw c. 7511.91 rpm

Toref 15 273.15( )K To1 25 273.15( )K

Poref 1bar Po1 0.96bar

Po1

Poref0.96