¿Cuáles son las ventajas y desventajas de mezclar el flujo de derivación con el flujo del núcleo?

Muchos motores de aviones mezclan el aire de derivación con los gases del núcleo antes de escapar a la presión atmosférica a través de una tobera propulsora. Sin embargo, algunos no se mezclan y tienen boquillas separadas para el flujo de cada uno. ¿Cuales son las ventajas y desventajas de cada uno?

PD: Espero haber quedado claro ahora. Lo siento si la pregunta no fue clara antes.

Tienes varias preguntas muy amplias allí. Sugeriría tratar de reducirlo a una cosa a la vez para que pueda obtener una buena respuesta, de lo contrario, esto probablemente se cerrará. Parece que está trabajando en un diseño propio: es mejor que defina su diseño actual (¡con imágenes! o al menos bocetos), luego enumere su(s) alternativa(s) para un área y pregunte por los pros y los contras. . Cuando lo solucione, haga la siguiente pregunta como una pregunta completamente nueva, haciendo referencia a esta como referencia si es necesario.
@FreeMan: Espero que ahora sea corto.
Es breve, pero todavía no me queda claro qué es lo que buscas. Tal vez tenga más sentido para alguien con más experiencia en ingeniería.
¡No dejes que la votación reñida te asuste! Continúe trabajando para definir mejor su pregunta, y se volverá a abrir y responder.

Respuestas (3)

En términos simples, mezclar el flujo de escape (con cualquier relación de derivación) es bueno por todas las razones excepto por la construcción y el peso. Es aerodinámicamente más eficiente; reduce el ruido (el ruido de escape hace la mayor parte del ruido del jet); enfría la cámara de combustión (y otras partes a favor del viento) de manera más eficiente, etc.

Sin embargo, hacer la cámara de mezcla en un bypass alto/motor grande requeriría una góndola exterior enorme para cubrir todo el motor (y extenderse un poco más allá), y la penalización de peso y la complejidad/costo anulan todos los beneficios.

No estoy seguro de seguir su argumento, ya que esta mezcla se realiza comúnmente en la mayoría, si no en todos, los motores "modernos" de alta relación de derivación. Por supuesto, algunos de ellos son bastante enormes (te estoy mirando, Trent XWB, con tu ventilador de 118").
@FreeMan, Trent XWB no tiene una cámara de mezcla y tiene boquillas separadas clásicas. Su góndola es considerable, más grande de lo que podría haber sido en teoría (quizás porque la relación de presión del ventilador es alta o por otras razones aerodinámicas), pero tendría que ser un 50% más larga para permitir la mezcla de vapor. Del mismo modo, Trent 1000, GEnx, GE90, etc. no se mezclan.

Ventaja mejora la eficiencia de la propulsión, la corriente Mn se ve afectada por el aumento de la temperatura, es decir, la velocidad de los cambios de sonido. Desventajas Se requiere una góndola más larga para mezclar flujos fríos y calientes, lo que aumenta la pérdida por depuración del bypass, la resistencia al avance de la góndola y el peso y el costo.

Los primeros motores a reacción se llamaban turborreactores, donde todo el flujo pasaba por la turbina. En otras palabras, no hay derivación. Estos son los motores en forma de cigarro que se ven en los primeros aviones de pasajeros y aviones de combate militares. Estos tipos de motores son muy ruidosos y chirriantes y requieren altos flujos de combustible para lograr la cantidad de empuje requerida.

La derivación permite algunas cosas, proporciona un flujo de aire de enfriamiento para mezclarlo con el escape de la turbina y reducir la temperatura general de salida para que no se sobrecaliente la boquilla. La combinación de los dos escapes también puede ver ganancias en empuje para flujos de combustible dados. Una de las ganancias más significativas del flujo de derivación es la reducción del ruido al tener este flujo externo "enmascarando" el ruido de la turbina. Esto es deseable en los aviones de pasajeros.

Hay dos tipos de derivación:
La derivación baja es donde hay más flujo de turbina que flujo de derivación. Esto es común en aviones de negocios y cazas militares con una proporción de alrededor de 1,5:1 o 2,0.

Derivación alta donde hay más flujo de derivación que flujo de turbina. Esto es común en las aerolíneas modernas con índices de desvío ascendentes de 10,0:1.

Derivación baja: Derivación alta:Motor de derivación bajo
Motor de alto bypass

En el bypass bajo, el flujo se vuelve a mezclar antes de salir de la boquilla, lo que genera una temperatura de salida más fría para ahorrar el material de la boquilla. En una derivación alta, se permite que el aire de derivación fluya fuera del motor después de su sección del compresor de derivación alta, lo que brinda un flujo de aire muy eficiente y se suma al empuje general al mover un gran volumen de aire fuera de la sección de combustión y turbina. Esto proporciona una mayor eficiencia de combustible y motores mucho más silenciosos para los aviones que pueden usarlos debido a su tamaño.

A continuación se muestra un ejemplo de un motor F-100 de derivación baja que se encuentra en los cazas F-15 y F-16.

Motor F-100

Este es el motor de derivación alta GEnx que se encuentra en 747-8 y 787.

motor GEnx

Entonces, ¿cuáles son las ventajas para motores comparables? Por ejemplo, CFM-56 tiene flujos separados e IAE V2500 tiene flujo mixto, pero por lo demás tienen parámetros muy similares y son motores alternativos para el avión de la familia A320.
solo un detalle, si la relación de derivación es superior a 1,0, entonces hay más flujo de derivación que flujo central
¿Cuáles son las ventajas y desventajas de mezclar el flujo de derivación con el flujo del núcleo?
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