Evolución de Microrreactor de 500 Newtons de Empuje

JOSÉ LUIS SERRANO; DANIEL DURÁN; PABLO ANDRÉS PEDROTTI; EDUARDO TOSELLI

Córdoba

Congreso; CAIA 2016; 2016

Instituto Universitario Aeronáutico

Avance de diseño- Micro turborreactor MT-01Se trabajó exhaustivamente en el compresor y la cámara de combustión. A continuación se detallan de forma muy breve los hitos más importantes alcanzados en el diseño.CompresorSe partió del diseño de un compresor diagonal con descarga meridional a 45º del rotor, 16 alabes retrocurvados, también a 45º, y una relación de compresión de 2:1 aproximadamente.Se realizó un completo estudio en CFD de dicho compresor llegando a las siguientes conclusiones:?Serios problemas con los triángulos de velocidades diseñados analíticamente en comparación con el CFD.?Desprendimiento del flujo en el borde de ataque de los alabes debido a su ángulo y forma.?Zonas de muy alta velocidad en el borde de ataque de los alabes del estator debido a su gran espesor. ?Grandes valores de velocidad en el plano meridional debido a su morfología y altura del alabes.En base a todos los datos y conclusiones obtenidas se realizaron varios diseños llegando a las características del diseño final:?Descarga meridional a 60º.?Se corrigió el ángulo de ataque de los alabes del estator y se le dio 10º de flecha para evitar desprendimientos de la capa límite.?Mejora en el perfil de los alabes del estator. Borde de ataque afilado.?Mejora en la morfología meridional.?Aumento de la relación de compresión a 4:1 aproximadamente (figura 8).?Disminución del número de Mach a la salida del rotor.?Aumento del número de alabes a 17.?Ángulo de retrocurvatura de alabe radial (a 90º en vez de 45º)Cámara de combustiónSe realizaron modificaciones en la secuencia de cálculo y el diseño. Ahora la descarga del aire del compresor se realiza desde el final de la cámara. De esta manera el flujo debe realizar dos giros de 180º. Si bien las pérdidas de presión pueden aumentar con esta configuración, al tomar esta decisión de diseño se mejora la confiabilidad de los cálculos analíticos y se ordena de manera gradual el ingreso del aire a la cámara de combustión.Se realizaron estudios en CFD de la cámara de combustión, dando aproximaciones del comportamiento y la temperatura de entrada a la turbina (figura 12). Los resultados del CFD son acordes a los cálculos analíticos, aunque todavía deben realizar ajustes, cambios y estudios.