Necesita ayuda con el cálculo del flujo de aire del motor y la velocidad y eficiencia del chorro

Esta es una imagen de un conjunto de preguntas que son relevantes para un tipo de avión Airbus A380 (4 motores):

ingrese la descripción de la imagen aquí

Como las respuestas son incorrectas, me gustaría entender cómo deben calcularse.

P1) Usé la ecuación q = vx A. La velocidad es 250,02 (486 nudos) y el área es pi * 1,48 al cuadrado. Esto dio la respuesta de 1720.474

P2) Con la respuesta del flujo de aire, asumí que era el flujo másico. Entonces T = m(Vj - V0) entonces 400,000 = 1720.474 * (Vj - 250.02) Supuse que la velocidad del aire que entraba al motor era la misma que la velocidad del aire. Esto dio como resultado una velocidad de escape de 482,514 m/s o 248,23 nudos.

P3) Dado que la eficiencia del chorro = 2 / (1 + (Vj / V0)) hice 2 / (1 + (482.514 / 250.02)) que obtuve 68.26 %

Me gustaría saber las respuestas correctas (y lo que hice mal).

¿Cuáles son las unidades que se supone que usará?
Usé unidades si, por lo que la velocidad es metros por segundo, el área es metro cuadrado, el empuje es newtons y la eficiencia es porcentaje
Comentarios generales, 1) cuántos motores hay, 2) no mezcle unidades. Para Q1) es posible que deba expresar esto en kg/s. Para Q2) piense en un solo motor y la cantidad de empuje para ese motor. Actualmente el jet tiene una velocidad más baja...
Hay 4 motores, mi mal

Respuestas (1)

Un motor tiene un diámetro de 2,96 m, el área es de 6,88 m 2 . La velocidad del avión de 486 nudos es de 250 m/s. La densidad en FL280 es 0,493070 kg/m 3 .

@ Q1) En caso de que haya 2 motores (no especificados), cada uno de los cuales tiene un flujo de admisión de (suponiendo que la columna de aire es aspirada hacia el motor sin derrame de entrada (arrastre)) :

metro ˙ = ρ × V ˙ = ρ × A × v = [ k gramo / metro 3 ] × [ metro 2 ] × [ metro / s ] = [ k gramo / s ]
metro ˙ = 0.493070 × 6.88 × 250 = 848.1 [ k gramo / s ]

@ P2) Para un motor, el empuje es de 200 kN (suponiendo que hay 2 motores en la aeronave y se reparte la carga por igual; de un comentario posterior quedó claro que hay 4 motores, el ejercicio continúa para 2 motores; para cuatro motores, el valor de empuje debe reducirse a la mitad = 100 kN)

(Esta es una aproximación ya que asumimos que el flujo másico de entrada es igual al flujo másico de salida, sin combustible agregado y sin diferencia de presión entre la entrada y la salida).

T = metro ˙ × ( v j v 0 ) = [ k gramo metro / s 2 ] = [ k gramo / s ] × [ metro / s ] = 200 , 000 = 848.1 × ( v j 250 )
=> v j = 486 [ metro / s ]

@ Q3)

η j = 2 1 + v j v 0 = 2 1 + 486 250 = 0,68 = 68 %


quisiera saber las respuestas correctas

Para cuatro motores, obtendrá una velocidad de chorro de 368 m/s (promedio) que conduce a una eficiencia del chorro del 81 %; se deja al lector calcular esto.

(y lo que hice mal).

Lo que salió mal es que el empuje se especifica para todos los motores como un total, debe calcular el empuje por motor. Tenga en cuenta que el ejercicio es una versión simplificada de la realidad, las suposiciones se establecen en la respuesta, pero se deben considerar para un cálculo adecuado; sin embargo, esto requeriría más información.

Hola Óscar, gracias por la respuesta. Los motores del avión son 4 ya que es un A380, ¿cómo variarían las respuestas?
@UmerRiaz Puede hacer los cálculos para cuatro, pero tenga en cuenta que el A380 usa motores turbofan, no jets rectos. Puede calcular un aumento de velocidad medio ya que hay 2 corrientes que salen del motor. Pensé que el flujo de masa era alto, así que edite la pregunta para incluir la cantidad de motores.
Entonces, ¿tendría que multiplicar por 2 la respuesta del flujo de aire?
¿Y cuál sería la respuesta de Q2 suponiendo que los 4 motores están allí? Lo siento, estoy haciendo muchas preguntas xD. Estoy tomando este curso en línea y ni siquiera he comenzado los niveles A.
@UmerRiaz Si 2 motores son de 200 kN cada uno para llegar a 400 kN, ¿cuánto tendría un motor si hay cuatro para llegar a 400 kN? Q1 es "por motor", así que no veo por qué quieres multiplicar eso por 2, es solo la columna de aire frente al motor, para ser precisos, cada motor ve esa columna, pero eso no se pregunta en Q1 ( Calculate the air flow per engine at this alltitude).