¿Cómo comprime un flujo un compresor axial?

El compresor agrega energía al flujo, lo que a su vez aumenta la presión del flujo. Una forma simple y aproximada de ver este problema es usando la ecuación de Bernoulli. Considerar,

Se pueden obtener explicaciones más detalladas en cualquier texto de propulsión de respiración de aire de nivel de pregrado. El análisis común abarca el uso de varios marcos de referencia para analizar la verdadera naturaleza tridimensional del flujo a través de una sola etapa del compresor (rotor/estator). Estos se conocen generalmente como campo de flujo continuo , campo en cascada y campo de flujo secundario . El análisis también requiere diagramas de velocidad de los componentes de velocidad en cada marco de referencia subsiguiente para el cual se obtienen los parámetros termodinámicos de interés de la etapa con la ecuación de la turbina de Euler .

Además, tenga cuidado con la forma de una boquilla y su función esperada. Dependiendo del número de Mach del flujo que ingresa a la boquilla, la forma de la boquilla puede tener efectos muy diferentes. Un resultado clásico de la dinámica de gases cuasi unidimensional es la siguiente ecuación diferencial denominada relación área-velocidad ,

1.)$M \rightarrow 0$(límite subsónico incompresible) sugiere que$Au$= constante . Cuál es la ecuación de continuidad convencional para flujo incompresible.

2.)$0 \leq M \lt 1$(flujo subsónico), un aumento en la velocidad (+$du$) está asociado con una disminución en el área (-$dA$). Esto también es consistente con la ecuación de continuidad convencional para flujos incompresibles. Una disminución del área se acompaña de un aumento de la velocidad, y un aumento del área se acompaña de una disminución de la velocidad.

3.)$M \gt 1$(flujo supersónico), un aumento en la velocidad (+$du$) está asociado con un aumento en el área (+$dA$). Esto no es consistente con la ecuación de continuidad convencional para flujos incompresibles. Por ejemplo, en este caso, un aumento del área va acompañado de un aumento de la velocidad, y una disminución del área va acompañada de una disminución de la velocidad.

4.)$M = 1$(flujo sónico), rendimientos$dA/A = 0$, que simplemente significa una condición mínima o máxima en el área. La única solución física realizable es la condición de área mínima para la cual se puede obstruir el flujo a la condición sónica en la garganta (área mínima) de una tobera convergente-divergente.

Con base en los resultados anteriores, la forma de una boquilla puede desempeñar varios roles y lo que en algún momento puede parecer una boquilla, en realidad actúa como un difusor. A continuación se muestra un esquema común que demuestra lo anterior.

Según tengo entendido, la principal diferencia es un compresor axial, por el movimiento de sus estatores, transfiere energía al flujo, y una tobera no. Y no estoy del todo de acuerdo con que un compresor "ralentice el flujo". Mientras que los estatores del compresor pueden disminuir el flujo, los rotores lo aceleran.