Recientemente encontré un canal en Youtube donde un técnico de motores a reacción entra en gran detalle sobre el trabajo que realiza en el mantenimiento y reparación de motores a reacción.
En este video en particular (y también en una precuela más antigua), demuestra cómo eliminar mellas de los bordes de ataque de las paletas del compresor y, posteriormente, suavizar el borde de ataque. Una cosa que me llamó la atención fueron las herramientas que utilizó: limas y lijas de grano 100 y 400. Básicamente, repasó el borde de ataque a mano, eliminando una pequeña cantidad de material en el proceso.
Con las herramientas y el método, obviamente no hay precisión.
¿Es realmente aceptable modificar las paletas del compresor de esa manera? ¿En qué medida afecta el funcionamiento y la eficiencia del motor si, por ejemplo, a algunas palas del compresor les falta un milímetro de cuerda o han perdido algunos grados de torsión?
Supongo que una pregunta relacionada es: ¿con qué precisión están diseñadas y construidas las palas del compresor?
Gracias a ymb1 por señalar una pregunta relacionada , pero estoy más interesado en una cuantificación o análisis del impacto en el rendimiento del motor. Parece que la pregunta vinculada explica el término combinación (que también se menciona en el video), pero no entra en detalles sobre el impacto en el rendimiento.
Sí, esto no solo es aceptable, sino que lo exige el manual de mantenimiento del motor. Las herramientas pueden ser más sofisticadas en otros talleres, pero el concepto básico de quitar material a mano es el mismo. El proceso se llama "mezcla". El impacto de la arena o la suciedad en las cuchillas provoca pequeñas muescas y arañazos. Esas áreas afiladas o ásperas crean lo que se conoce como "concentración de estrés". Si se deja como está, las muescas eventualmente se convertirán en grietas (fatiga del metal). Alisar las muescas elimina la concentración de tensión y evita que se forme la grieta. Hay un impacto en el rendimiento/eficiencia, pero eso es mejor que tener las cuchillas rotas. Según mi experiencia, el impacto en el rendimiento de lo que se muestra en el video es bastante pequeño. Como estimación aproximada, diría una pérdida de eficiencia del 0,01 % al 0,1 %.
Editar : con respecto a cómo se me ocurrió ese número de eficiencia. Dos pensamientos:
Primero, el compresor que se muestra en el video es un compresor de 10 etapas y, como estimación aproximada, cada etapa probablemente tenga entre 30 y 50 aspas. No traté de contar exactamente, pero llamémoslo 400 cuchillas. Es una suposición razonable que cada aspa hace la misma cantidad de trabajo. En realidad, algunas etapas estarán un poco más cargadas que otras, pero está bastante cerca. Entonces, si quitó 1 hoja completa , como una estimación aproximada del orden de magnitud, esperaría que fuera aproximadamente 1/400 = 0.25% de pérdida de eficiencia. La cantidad de material eliminado es claramente mucho menor que la de un álabe completo, por lo que la pérdida de eficiencia debería ser inferior al 0,25 %.
En segundo lugar, he visto compresores que tenían muescas mucho más grandes que se mezclan y tienen una pérdida de eficiencia del orden de 0.1% - 1%.
Entonces, entre esas dos ideas, hice una conjetura informada sobre el número de eficiencia. ¿Podría desviarme un poco? Absolutamente. Pero probablemente estoy al menos cerca.
El proceso que normalmente se usa para alterar la forma/eliminar material se llama pulido y se usa tanto en la fabricación como en el mantenimiento, ¡pero no lo intente usted mismo! Solo un profesional debería siquiera considerar pulir una hoja a mano.
La forma normalmente se controla con una precisión de al menos 0,1 mm* durante la fabricación, aunque puede ser incluso menor. Hay algunas personas con mucha experiencia que en realidad pueden alcanzar este nivel de precisión, pero más comúnmente se usan robots para obtener una forma más consistente y la forma es verificada por máquinas de medición después, algo que me sorprendería si la persona en su video vinculado hiciera .
Si distorsionó demasiado la forma del borde de ataque del diseño previsto, puede tener un efecto significativo en el rendimiento, ya que puede causar una separación temprana del flujo, lo que hace que la pala sea menos eficiente. También hay que tener en cuenta el efecto de la tensión causada por las muescas en los perfiles aerodinámicos .
Si bien, por supuesto, una forma fuera de diseño es probablemente mejor que la forma plana/distorsionada de una muesca, sigue siendo un trabajo para un profesional. Su vida depende literalmente de que ese motor funcione correctamente y le costaría una fortuna reemplazarlo si se equivoca. Entonces, ¿por qué querrías que un aficionado mantuviera un componente crítico?
En cuanto a cualquier pérdida de eficiencia, eso es algo que solo podríamos adivinar sin algunos datos de un fabricante de motores que lo respalde, por lo tanto, no tendría sentido.
*Para darle una idea de la precisión lograda durante la fabricación, aquí hay un ejemplo de una máquina GE que verifica la forma de la hoja. Tiene una precisión publicada de 0,001", que no está mal, pero hay máquinas capaces de una quinta parte de eso. Por lo general, desea que la precisión de su máquina sea 10 veces mejor que la precisión de lo que está tratando de medir.
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