¿Cómo puedo calcular la eficiencia del turboventilador en función de la temperatura de entrada de la turbina?

Sé que aumentar la temperatura de entrada de la turbina (TIT) aumenta la eficiencia general del motor a reacción. Así que quería encontrar la eficiencia general en función de TIT. Usé las ecuaciones de este sitio web . Pero la eficiencia parece disminuir a medida que aumento el TIT. Adjunto las imágenes de las funciones que usé para obtener el gráfico.

Supuse una relación de presión del compresor de 30, una relación de presión del ventilador de 1,5 y una relación de derivación de 8.

etapas del ciclo de la forma en que lo definí como 1-2 es entrada 2-3 es compresor 3-4 es combustor 4-5 es una turbina 5-6 es postcombustión (no lo usé, así que 5 y 6 son iguales) 6-7 es la boquilla

También encontré otra imagen de este sitio web que mostraba un resultado similar con una disminución de la eficiencia a medida que aumenta el TIT

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¿Puede alguien decirme qué hice mal? O si puede proporcionar un gráfico similar con suposiciones similares, sería genial.

Respuestas (1)

Primero, debe indicar si está diseñando un motor (aumentando el TIT) o si está haciendo un cálculo fuera de diseño para un motor existente.

En el caso del diseño, nosotros, los ingenieros de desempeño de turbinas de gas, lo llamamos análisis de punto de diseño, aumentando el TIT de hecho aumentaría la eficiencia, pero esto requeriría un aumento de la presión (OPR, Relación de presión general) ya que la relación de presión es un parámetro en el ecuación de eficiencia termodinámica. Un aumento en la temperatura de salida del compresor por el aumento de la relación de presión requiere aumentar la TIT para poder agregar potencia/calor al ciclo. Véase, por ejemplo, el siguiente ejemplo:

Relación entre OPR y TIT en la eficiencia del diseño

Al aumentar la presión, la temperatura de salida del compresor de alta velocidad del carrete también aumenta y da como resultado una cantidad aún mayor de flujo de enfriamiento requerido para enfriar la turbina. El uso de fórmulas simples es posible, pero no se prefiere, existe un software específico para hacerlo por usted.

Si está realizando un análisis fuera del diseño, básicamente tiene un diseño congelado y quiere ver los efectos de TIT en la eficiencia, esto solo se puede hacer con un programa de simulación de turbinas de gas. Para hacer esto, necesitaría las características fuera de diseño de los componentes de la turbomaquinaria, que son datos altamente clasificados.

Mirando las fórmulas que publicaste, asumo que estás viendo varios diseños. Descargue una copia gratuita de una herramienta de simulación de rendimiento de turbinas de gas y le dará la respuesta en minutos. Por ejemplo , esta herramienta o esta herramienta son de uso gratuito. Probablemente hay muchas más herramientas .