¿Cuál es la velocidad de escape del aire de enfriamiento para el motor de pistón de un avión propulsado por hélice?

Los motores de pistón de los aviones propulsados ​​por hélice deben enfriarse. Hay capotas de motor que acomodan la entrada de aire para "lavar" los motores dentro de ellas y que luego se expulsa a la corriente libre.

El modelo en cuestión aquí sería un motor monobloque en el capó de un avión de hélice con configuración tracktor. El flujo de aire ingresa a la cubierta, lava el motor y luego sale a la corriente libre.

La pregunta es:

¿Cuál sería una buena estimación de la velocidad de esta corriente de aire expulsada hacia la corriente libre?

no entiendo tu pregunta ¿Puede explicar qué quiere decir con "velocidad de escape de enfriamiento"?
Aceptar. Es completamente confuso. ¿Está preguntando "¿cuál es la velocidad del aire que enfría las superficies externas del motor, cuando este aire sale de la góndola del motor?" Esa es la única forma en que puedo darle sentido a esto.
@Penguin: No solo es confuso, ya que (si usa su pregunta reformulada) es imposible de responder, ya que depende del diseño y la velocidad del aire.
Creo que esto dependería en gran medida (totalmente) de la aeronave y el motor en consideración. Todos usan aire exterior de alguna manera para enfriar los motores, pero la rapidez con que sale de la góndola es específico de cada instalación en particular, ya sea que fluya basándose únicamente en el movimiento hacia adelante de la aeronave o si es propulsado por un ventilador; cuántos giros y vueltas puede tomar al salir; cuántos otros componentes podría enfriar antes/después de golpear el bloque y los cilindros; etc.
Voté para cerrar esta pregunta, es demasiado amplia. Cada cubierta de cada modelo de motor y aeronave será diferente según el tamaño de la abertura, el tamaño de la salida, la altitud, la velocidad y la resistencia dentro del compartimiento del motor, sin mencionar la disponibilidad de las aletas de la cubierta y su configuración de posición.
Empiezo a pensar que la estimación de tales velocidades no es muy conocida y está en el ámbito de una investigación especializada para cada caso de aeronave. Sin embargo, tampoco se puede decir que estas velocidades no se pueden estimar, lo cual sería necesario durante el diseño conceptual (aparte del cual estoy en este momento). He investigado el asunto durante los últimos días y he encontrado un método concluyente para estimar esta velocidad. Para referencia futura de otros, vuelva a abrir la pregunta para que pueda proporcionar mi hallazgo como respuesta. Gracias.
Lo he vuelto a abrir. por favor publique lo que ha descubierto :)
Gracias por reabrir. Dame algo de tiempo. Estoy preparando la respuesta con algunos cálculos. Se publicará en los próximos días.

Respuestas (1)

Hay casos, como en el Mustang P-51, donde el aire de refrigeración se suma al EMPUJE de la aeronave a medida que se calienta y se expulsa por la parte posterior de la salida de aire, como un jet. Esto en realidad agregó algunos nudos a su velocidad.

Siempre hay un problema de enfriamiento a medida que se aumenta la escala de un motor que quema combustible. Hacia el final de su tiempo, los motores de pistón para aviones habían crecido exponencialmente en potencia en la carrera por el rendimiento. Esto conduce a problemas importantes en el enfriamiento de motores como el "mazorca de maíz" R-4360 Wasp Major. Los cargadores Turbo o Super también elevan inevitablemente la temperatura del aire entrante al comprimirlo.

Entonces, para estimar la velocidad de la corriente de aire de enfriamiento, uno podría comenzar un estudio de los principios de un motor a reacción. Dado que no se agrega masa a la corriente de enfriamiento y no hay compresor (como en un turborreactor, aunque el lavado de hélice puede tener algún efecto), las únicas consideraciones son la presión del ariete y la expansión térmica del aire de enfriamiento. La velocidad de avance de la aeronave será un factor importante.

El estudio del diseño del P-51 puede ser un buen punto de partida.