Diseño de Compresores Híbridos

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Questions and Answers

En un compresor con diseño híbrido ¿Qué tipo de piel se utiliza en la zona posterior?

Piel triple

Piel doble (correct)

Piel simple

Ninguna de las anteriores

¿Qué tipo de fijación se utiliza normalmente para anclar los álabes de estator a la carcasa?

Soldadura

Fijación con un surco en T o cola de milano (correct)

Pernos

Tornillos

El diámetro interior del anillo de fijación, ¿Qué material suele incorporar?

Material abrasible (correct)

Cerámica

Metal

Plástico

¿Qué tipo de álabes de estator se suelen emplear en las primeras etapas del compresor?

Álabes anclados a ambos extremos (A) Signup and view all the answers

Los álabes de estator en voladizo, ¿Qué ventaja presentan?

Construcción más simple (C) Signup and view all the answers

Para proteger el extremo del álabe de estator, ¿Qué se le suele aplicar al tambor del compresor?

Un recubrimiento (A) Signup and view all the answers

¿Qué material se utiliza típicamente en las etapas posteriores del compresor para el recubrimiento del tambor?

Niquel (C) Signup and view all the answers

La cámara de combustión tiene la tarea de quemar grandes cantidades de combustible con aire procedente del compresor. ¿Cuál es el requerimiento principal de la cámara de combustión?

Alta eficiencia de la combustión (B) Signup and view all the answers

¿Cuál es la principal razón para introducir aire en la zona secundaria de la cámara de combustión?

Para reducir la temperatura del gas antes de que ingrese a la turbina (C) Signup and view all the answers

¿Qué sucede si la combustión no está completamente completada antes de que el aire de dilución se introduzca?

Se produce un sobrecalentamiento de los componentes aguas abajo. (A) Signup and view all the answers

¿Qué parámetro se utiliza para escalar el volumen de la cámara de combustión?

El parámetro de carga (D) Signup and view all the answers

¿Cuál es el rendimiento de la cámara de combustión en condiciones de despegue?

100% (C) Signup and view all the answers

¿Para qué valor de rendimiento debe estar la cámara de combustión para evitar la formación de humo blanco?

96% (A) Signup and view all the answers

¿Qué condición debe cumplir la cámara de combustión en caso de apagado en vuelo a alta altitud?

Ser capaz de reencenderse y acelerar rápidamente. (A) Signup and view all the answers

¿Qué efecto tiene el parámetro de carga en el rendimiento de la cámara de combustión?

A menor parámetro de carga, mayor rendimiento. (D) Signup and view all the answers

¿Cuál es el propósito principal de introducir aire en la zona de dilución?

Controlar el perfil de temperaturas del gas a la salida de la cámara. (D) Signup and view all the answers

¿Qué componente del sistema de combustible proporciona la presión necesaria para superar las pérdidas en el sistema de baja presión y abastece a la bomba de alta presión?

Bomba de combustible de baja presión (D) Signup and view all the answers

¿Cuál es la función del filtro de alta presión en el sistema de combustible?

Proteger los inyectores de combustible de los contaminantes. (D) Signup and view all the answers

¿Qué sucede con el sistema de combustible durante la fase de arranque del avión?

La válvula de dosificación del FMU y la válvula de corte se abren, permitiendo que el combustible fluya sin dosificación. (B) Signup and view all the answers

¿Cuál es el principal motivo de las consideraciones especiales de diseño del sistema de combustible durante la fase de crucero de largo alcance?

El enfriamiento del combustible a temperaturas muy bajas (-35°C) debido a la temperatura ambiente. (D) Signup and view all the answers

¿Qué función tiene la unidad de dosificación del combustible (FMU)?

Controlar el gasto de combustible según las demandas del FADEC (C) Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con el gasto de combustible y la presión en el sistema durante la fase de ascenso tras el despegue?

Tanto el gasto de combustible como la presión disminuyen (D) Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el intercambiador de calor entre el combustible y el aceite (FOHE) es CORRECTA?

Se utiliza para refrigerar el combustible y calentar el aceite. (B) Signup and view all the answers

¿Qué componente se encarga de distribuir el combustible a los diferentes inyectores?

Colector de combustible (D) Signup and view all the answers

En el contexto de la cámara de combustión de un turbofán, ¿cuál es la razón para que el aire se haga pasar por el predifusor?

Para reducir la velocidad del aire y permitir que la combustión tenga lugar. (B) Signup and view all the answers

¿Cuál es la velocidad aproximada del frente de llama del queroseno?

10 m/s (A) Signup and view all the answers

En la cámara de combustión, ¿qué función cumple el chorro cónico de combustible proveniente de la tobera del inyector?

Impacta con el torbellino de recirculación en la zona primaria, promoviendo la ruptura del chorro de combustible y su mezcla con el aire. (A) Signup and view all the answers

Aparte de los desafíos aerodinámicos, ¿qué otro factor representa un reto para la integridad mecánica de la cámara de combustión?

La alta temperatura, alta presión y alto nivel de vibraciones dentro de la cámara. (C) Signup and view all the answers

En términos de estabilidad de llama, ¿por qué se consideran desfavorables las altas pérdidas de presión en la cámara de combustión?

Porque pueden reducir el rendimiento del motor. (D) Signup and view all the answers

¿Cuál es el principal objetivo al diseñar la cámara de combustión de un motor de turbina?

Lograr un equilibrio adecuado entre varios requisitos de diseño, como potencia, eficiencia, emisiones y durabilidad. (B) Signup and view all the answers

¿Cuál es el principal desafío cuando se realizan cambios para mejorar un aspecto de la cámara de combustión, como la eficiencia de la combustión o la estabilidad de la llama?

Que puede afectar negativamente otros aspectos del diseño, como la eficiencia o la durabilidad. (C) Signup and view all the answers

¿Qué es una zona primaria en una cámara de combustión de turbina?

La sección donde tiene lugar la combustión principal. (C) Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes funciones NO es una función principal del sistema compresor?

Proporcionar la fuerza necesaria para impulsar la hélice del avión. (C) Signup and view all the answers

Con relación al sistema fan, ¿por qué el sistema compresor debe tener un alto nivel de eficiencia aerodinámica?

Para asegurar un funcionamiento estable en una variedad de condiciones. (B) Signup and view all the answers

¿Cuál es el principal factor que determina el peso del sistema de contención del fan?

El diámetro del fan. (A) Signup and view all the answers

En la configuración del sistema compresor, ¿qué implica el término "trieje"?

Utilización de tres turbinas para impulsar dos módulos de compresor. (B) Signup and view all the answers

El uso de un sistema de contención del fan es esencial para:

Asegurar la seguridad de los pasajeros y la tripulación en caso de fallo del motor. (A) Signup and view all the answers

El sangrado del compresor se utiliza para:

Controlar el suministro de aire a diferentes sistemas del avión. (B) Signup and view all the answers

Los motores militares suelen tener una configuración bieje, en comparación con los motores civiles que suelen tener una configuración trieje. ¿Cuál es la razón principal de esta diferencia?

Los Motores militares tienen menos espacio disponible en el avión (A) Signup and view all the answers

En un compresor axial, la relación de compresión deseada se alcanza mediante:

El número de etapas del compresor. (B) Signup and view all the answers

Los álabes de rotor en las turbinas de gas están diseñados para resistir diversos fenómenos de fatiga, ¿cuáles de los siguientes se encuentran entre los más importantes?

Fatiga por creep y fatiga por oxidación (D) Signup and view all the answers

¿Qué material se utiliza para moldear los álabes de rotor que experimentan las temperaturas más altas?

Aleaciones de níquel (D) Signup and view all the answers

La refrigeración interna de los álabes de rotor se logra a través de:

Un sistema de refrigeración por aire que utiliza canales internos (B) Signup and view all the answers

La vida útil de un álabe de rotor está principalmente determinada por:

La resistencia a la oxidación y la resistencia al creep (C) Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal de las cajas de engranajes en un motor a reacción?

Transmitir la energía mecánica entre los componentes del motor (D) Signup and view all the answers

En motores a reacción, ¿qué componentes realizan la transmisión de energía mecánica desde la turbina al compresor?

Las cajas de engranajes y los ejes (C) Signup and view all the answers

¿Cuál de estas opciones es un factor que NO influye en el diseño de la sección transversal de un álabe de rotor?

Las características de las cajas de engranajes (B) Signup and view all the answers

Study Notes

Sistemas de Propulsión

Los aerorreactores son sistemas de propulsión no autónomos.
El análisis se realiza descomponiendo los subsistemas que los componen:
- Generador de gas (fan, compresor, cámara de combustión, turbina y sistema de transmisión).
- Subsistemas fluidos (aire interno, combustible y lubricación).
- Sistemas de control (enfoque en aerorreactores civiles).

Componentes Fundamentales de los Aerorreactores

Compresores: Dispositivos para aumentar la presión del fluido (aire).
- Fan: Compresor de baja presión, gran diámetro, esencial en turbofanes modernos. El fan mueve una gran cantidad de aire y genera alrededor de un 75% del empuje total.
- Relación de compresión: Indica el aumento de la presión del aire (ej: 50:1).
- Temperatura de salida: Puede superar los 700°C.
Diseño del sistema de compresión: Es complejo e interdisciplinar (aerodinámica, mecánica, acústica, fabricación y costo).
- Considera el ciclo de vida, peso, actuaciones y ruido.
- Usan compresores axiales (más modernos y eficientes) y/o centrífugos (aunque se usaban en anteriores modelos). Los compresores axi-centrífugos son utilizados en tamaños pequeños.

Descripción de los subsistemas del Compresor

Multi-etapa: Un compresor puede constar de varias etapas y puede contener varios compresores.
Multi-eje: Esta configuración tiene dos o más compresores movidos por turbinas para alcanzar mayores relaciones de compresión y ofrecen mayor flexibilidad operacional.

Cono de morro

Proporciona transición aerodinámica gradual en la entrada del ventilador.
Resistente a impactos, erosión y formación de hielo.
Se fabrica en fibra de vidrio para mayor resistencia.
Incluye capa de poliuretano para protección contra la erosión
Unido al fan con una interfaz atornillada.

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Description

Este cuestionario explora aspectos técnicos del diseño de compresores híbridos, incluyendo la construcción de álabes de estator y materiales utilizados. Se examinan características esenciales como la fijación de componentes y los requisitos de la cámara de combustión. Prueba tus conocimientos sobre estos elementos clave en la ingeniería de turbinas.