Simulación computacional de operación de turbina de gas tipo PT6

El siguiente trabajo pretende, de manera detallada, proporcionar una metodología para predecir computacionalmente escenarios de operación de un motor tipo PT6 haciendo uso de teorías de termofluidos para cada una de sus etapas, las cuales son: compresor, cámara de combustión y turbinas. Los escenari...

Full description

Autores:
Castellanos Proaños, Diego Alejandro
Tipo de recurso:
Tesis
Fecha de publicación:
2019
Institución:
Universidad ECCI
Repositorio:
Repositorio Institucional ECCI
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
https://repositorio.ecci.edu.co/handle/001/3233
Palabra clave:
Funcionamiento de un motor PT6
Presión atmosférica
Temperatura ambiental
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Atmospheric pressure
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openAccess
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Derechos Reservados - Universidad ECCI, 2019
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description El siguiente trabajo pretende, de manera detallada, proporcionar una metodología para predecir computacionalmente escenarios de operación de un motor tipo PT6 haciendo uso de teorías de termofluidos para cada una de sus etapas, las cuales son: compresor, cámara de combustión y turbinas. Los escenarios simulados comprenden el combustible convencional JET A1 y opciones alternativas de biocombustible con poder calorífico por encima y por debajo del combustible convencional. Esta metodología permite obtener un escenario de operación del motor sin tener que utilizar el dispositivo físico para evitar daños en el mismo, debido a que genera escenarios en condiciones estacionarias y transitorias, escenarios de encendido, flujo másico variable y variación de cargas. Se demuestra que al utilizar combustibles por encima del poder calorífico convencional, si no se validan los escenarios con los planteados por el manual del motor, puede resultar afectado el funcionamiento del mismo.
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Esta metodología permite obtener un escenario de operación del motor sin tener que utilizar el dispositivo físico para evitar daños en el mismo, debido a que genera escenarios en condiciones estacionarias y transitorias, escenarios de encendido, flujo másico variable y variación de cargas. Se demuestra que al utilizar combustibles por encima del poder calorífico convencional, si no se validan los escenarios con los planteados por el manual del motor, puede resultar afectado el funcionamiento del mismo.1. INTRODUCCION 15 2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 18 2.1. PROBLEMAS DEL MODELO 19 2.1.1. PROBLEMAS EXTERNOS 20 3. JUSTIFICACIÓN 21 4. ANTECEDENTES 23 4.1. OBJETIVOS 23 4.1.1. OBJETIVO GENERAL 23 4.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 23 4.2. TEORÍA DE TURBINAS A GAS 24 5. ANÁLISIS DEL MOTOR GENÉRICO 29 5.1. GENEREALIDAD DEL MOTOR GENÉRICO 29 5.2. ANÁLISIS DEL COMPRESOR AXIAL 29 5.3. ANALISIS COMPRESOR CENTRÍFUGO 34 5.4. ANÁLISIS DE CÁMARA DE COMBUSTIÓN 38 5.5. ANÁLISIS DE TURBINA 41 5.6. ANÁLISIS DE POTENCIA DE EJE 44 5.7. SOLUCIÓN GENERAL DEL MOTOR GENÉRICO 46 6. MODELO MOTOR PT6 48 6.1. CONSIERACIONES GENERALES 48 6.2. SECCIÓN DE GENERACIÓN DE GASES 48 6.2.1. COMPRESOR AXIAL 48 6.2.2. COMPRESOR CENTRÍFUGO 49 6.2.3. CÁMARA DE COMBUSTIÓN 50 6.2.4. Turbina 51 6.2.5. EJE 51 6.3. SECCIÓN DE GENERACIÓN DE POTENCIA 52 6.3.1. EJE 53 6.3.2. CAJA REDUCTORA 53 6.3.3. SOLUCIÓN GENERAL MODELO PT6 54 7. RESULTADOS 57 7.1. VALIDACIÓN DEL MODELO 57 7.2. RESULTADOS EN ESTADO ESTACIONARIO 59 7.2.1. TEMPERATURA GENERAL EN EL MOTOR 60 7.2.2. PRESIÓN GENERAL EN EL MOTOR 62 7.3. RESULTADOS EN ESTADO TRANSITORIO 65 7.3.1. TEMPERATURA EN LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN 65 7.3.2. PRESIÓN EN EL COMPRESOR CENTRÍFUGO 67 7.3.3. VELOCIDAD ANGULAR EN LA SECCIÓN DE GENERACIÓN DE GASES 68 8. CONCLUSIONES 70 8.1. CONCLUSIONES DEL MODELO 70 8.2. TRABAJOS FUTUROS 72 9. RESULTADOS DE DIVULGACIÓN DE ÉSTA TESIS 73 10. BIBLIOGRÍAS 74PregradoIngeniero en MecánicaIngeniería Mecánica77 p.application/pdfspaUniversidad ECCIColombiaFacultad de IngenieríasDerechos Reservados - Universidad ECCI, 2019info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Simulación computacional de operación de turbina de gas tipo PT6Trabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_46echttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/redcol/resource_type/WPhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85http://purl.org/coar/version/c_dc82b40f9837b551AILER, P. (2013). Kisteljesítményű gázturbina modellezése és nemlineáris irányítása. Budapest: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem.AILER, P. (23 de Septiembre de 2018). icas. Obtenido de icas: http://www.icas.org/ICAS_ARCHIVE/ICAS2000/PAPERS/ICA0752.PDFARMY INSTITUTE FOR PROFESSIONAL DEVELOPMENT. (s.f.). ARMY AIRCRAFTGAS TURBINE. En A. I. DEVELOPMENT. 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