¿El aire en un motor a reacción es supercrítico?

El nitrógeno tiene un punto crítico de 126,2 K y 3,4 MPa (34 bar). El aire contiene un 75 % de nitrógeno

Por ejemplo, el nitrógeno tiene un punto crítico de 126,2 K (−147 °C) y 3,4 MPa (34 bar).

fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/Supercritical_fluid

diagrama de fase del dioxido de carbono

En un motor a reacción, las presiones a menudo superan los 34 bar (como se ve en Wikipedia , donde, por ejemplo, se muestra que el GE9X alcanza 60 veces la presión ambiental), la temperatura crítica del nitrógeno se supera a temperatura ambiente. Entonces, ¿el aire (fluido) en las regiones de alta presión de un motor a reacción es supercrítico?

Respuestas (2)

Tal vez en el despegue, definitivamente no en crucero

Hay que tener en cuenta que la presión atmosférica desciende con la altitud . En FL360 tienes ~0,226 bares. Incluso multiplicando con la relación de presión de 60 del GE9X, obtienes ~13,56 bares, muy por debajo de los 34 bares necesarios.

El despegue puede ser una situación diferente, ya que los motores están funcionando a plena potencia con una presión ambiental de ~1 bar, lo que podría hacer que las etapas del compresor de alta presión funcionen en condiciones supercríticas. Sin embargo, tenga en cuenta que la combustión que sigue inmediatamente cambia significativamente la composición química y, por lo tanto, el punto crítico podría verse alterado como consecuencia.

Dado que los motores están optimizados para las condiciones de crucero, es muy poco probable que las condiciones supercríticas tengan consecuencias importantes en el diseño, a menos que hagan que el despegue sea poco práctico.

sí, al principio no estaba seguro de las consecuencias del diseño; sin embargo, los motores a reacción tienen que ser capaces de manejar grandes cantidades de agua (lluvia intensa,...) y lo son. Las propiedades de un fluido supercrítico en comparación con un gas difieren fuertemente, los fluidos supercríticos se encuentran en un estado entre líquido y gas. Ahora me pregunto si la supercriticidad está relacionada con las paradas/sobretensiones del compresor, tal vez haga una nueva pregunta...
eliminada la respuesta aceptada porque la segunda respuesta es contradictoria
@ralfhtp claro, no hay problema, pero no creo que nos estemos contradiciendo. Dije "podría" porque no estaba seguro, ymb1 dice "eso no es un tal vez, sé que no lo es". Pero la pregunta es tuya, si necesitas más claridad de las respuestas, obviamente puedes pedirla.
Tampoco estoy seguro porque si no puedo encontrar documentos sobre esto ...

Absolutamente no.

El punto crítico, por definición, está en la curva de equilibrio y, por lo tanto, requiere un sistema cerrado. Sin embargo, las turbinas de gas (por ejemplo, los motores a reacción) son sistemas abiertos .

Concepto erróneo de la relación de presión.

La cifra citada de 60 es el máximo alcanzable en crucero. Se llama OPR , O para general, que tiene en cuenta el aumento de la compresión del aire ram (el aire que se introduce en la entrada a, digamos, Mach 0,85). Entonces, en el despegue, donde la presión atmosférica es más alta pero la velocidad de avance es lenta, el OPR es una cifra inferior a 60. (Pero dado que es un sistema abierto, no importaría si fuera más alto). Un ejemplo destacado de la ingesta adicional compresión fue el Concorde :

La relación de presión general para el motor en un crucero de Mach 2.0 a 51 000 pies fue de aproximadamente 82:1, con 7,3:1 de la admisión y 11,3:1 de los compresores del motor.

Más aclaraciones

¿El aire (líquido) en las regiones de alta presión de un motor a reacción es supercrítico?

Si te refieres a exhibir las fases gaseosa y líquida, entonces nuevamente no.

Esto solo se aplica cerca del punto crítico muy frío, y rodearlo (cambio de fase continuo) requerirá un enfriamiento masivo. Para un motor a reacción, incluso considerando condiciones supercríticas, el gas seguirá comportándose como un gas .

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .
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