Termodinâmica do Compressor

a maioria dos modernos aviões de passageiros e militares são motores de turbina de gás, também chamados jetengines. Todos os tipos de motores a jato têm partes em comum.Todos os motores a jato têm um compressor para aumentar a pressão do ar que chega. Existem actualmente dois tipos de compressores encontrados nos motores a jacto.: o compressor axial, no qual o ar flui paralelamente ao eixo de rotação, e o compressor centrífugo,no qual o ar é girado perpendicular ao eixo de rotação. Em qualquer dos casos, o trabalho do compressor é aumentar a pressão do fluxo. Medimos o aumento pelo compressor pressureratio (CPR), que é a razão entre a pressão total do AR, pt, exitando o compressor à pressão do ar que entra no compressor. Este número é sempre maior que 1,0.Referindo-se ao nosso número de estações, a entrada do compressor é a estação 2 e a estação exitis do compressor 3.A RCP é igual a pt3 dividida por pt2, como mostrado no slide.

para produzir o aumento da pressão, o compressor deve realizar o trabalho no fluxo. No axialcompressor, cascatas de pequenos airfoils são montados em um eixo que gira em uma alta taxa de velocidade. Várias linhas, ou estágios, são normalmente usados para produzir uma alta RCP, com cada estágio produzindo um pequeno aumento de pressão. No compressor centrífugo, um aumento de pressão adicional resulta de girar o fluxo radialmente, irradiando ou convergindo para um centro comum.Uma vez que nenhum calor externo está sendo adicionado ou extraído do compressor durante o aumento da pressão, o processo é isentrópico. The total temperatureratio Tt3 / Tt2 across the compressor is related to the pressure ratio by theisentropic flow equations.

onde gam é a proporção de aquecimentos específicos.

devem ser feitos trabalhos para ligar o eixo sobre o qual o compressor é montado. A partir da conservação da energia, o trabalho do compressor por massa de fluxo de ar CW é igual à alteração da entalpia específica ht do fluxo da entrada para a saída do compressor.

O termo “específico” significa por massa de fluxo de ar. A entalpia na entrada e saída está relacionada com a temperatura total Tt em thosestations.

realizar uma pequena álgebra, chegamos à equação:

que relaciona o trabalho necessário para transformar o compressor para a razão de pressão do compressor, a temperatura total recebida, algumas propriedades do gás, e um factor de eficiência nc. O factor de eficiência é incluído para contabilizar o desempenho real do compressor em oposição ao desempenho ideal, isentrópico. Em um mundo ideal, o valor da eficiência seria 1,0; na realidade, é sempre menos do que 1.0.So é necessário um trabalho adicional para superar a ineficiência do compressor para produzir uma RCP desejada. O trabalho é fornecido pela turbina de potência, que é conectada ao compressor pelo eixo central.

Notice that the CPR is related to the total temperature ratioacross the compressor. Uma vez que a RCP é sempre maior do que 1,0 eo valor de gam, a razão de heats específicos, é de cerca de 1,4 para o ar, a razão de temperatura total também é maior do que 1,0.O ar aquece quando passa pelo compressor.Há limites de temperatura nos materiais do compressor.Em alguns motores, a temperatura à saída do compressor torna-se restrição de conceção, um fator que limita o desempenho do motor.Agora você pode usar engenharia para estudar os efeitos de diferentes materiais sobre o funcionamento do motor.

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