Tratando de entender el motor a reacción [cerrado]

Tienes la idea general correcta, pero la siguiente afirmación es sutilmente incorrecta

La mezcla de aire/combustible presurizado se enciende y esto aumenta aún más la presión dentro de la cámara de combustión.

A diferencia de un motor de pistón, el encendido de la mezcla de combustible y aire en un motor de turbina aumenta el volumen de la mezcla mientras que la presión permanece relativamente constante. Por lo tanto, aunque el cambio de presión a través del compresor es igual al cambio de presión a través de la turbina, hay un flujo de volumen mayor a través de la turbina. Es por eso que la turbina produce suficiente potencia para hacer girar el compresor incluso con pérdidas.

Este proceso de comprimir un gas, calentarlo a presión constante (lo que hace que se expanda) y extraer energía expulsándolo a través de una turbina se conoce como ciclo Brayton.

La siguiente pregunta es, ¿por qué los productos de la combustión salen por la turbina y no regresan por el compresor? Considere: el compresor y la turbina tienen aproximadamente el mismo diámetro y giran a la misma velocidad angular, pero debido a que el gas se ha expandido debido al proceso de combustión, hay más flujo volumétrico a través de la turbina que a través del compresor. Debido a esto, las palas de la turbina tienen un ángulo más pronunciado para estar en el mismo ángulo de ataque al flujo local. Esta diferencia de ángulo actúa como una "relación de transmisión" más baja. -- para un levantamiento dado, la hoja en ángulo pronunciado genera menos fuerza axial y más torsión. Por eso, para una presión dada en la cámara de combustión, la turbina genera más par y controla en qué dirección gira todo el conjunto.

Con todo respeto, si desea describir completamente el funcionamiento del motor de turbina a reacción moderno, debe considerar el mayor cambio en los últimos 30 años, que ha sido el desarrollo del gran ventilador de múltiples aspas en la parte delantera del motor. .

La mayoría de los motores de turbina a reacción modernos tienen un diseño de derivación alto, con un ventilador grande colocado frente a una unidad de compresor de núcleo central. El término derivación alta se refiere al hecho de que el ventilador delantero puede, al desviar más aire alrededor de la cámara de combustión, reducir en gran medida el ruido producido por el motor, así como aumentar significativamente el empuje utilizando el ventilador para "empujar" mucho más. mayor volumen de aire en contra de la dirección del movimiento, que un motor de derivación baja comparable.

Entonces, ¿dónde está la física en todo esto? El propósito del motor es hacer uso de la tercera ley de movimiento de Newton: para cada reacción hay una reacción igual y opuesta, y el motor de derivación alta utiliza ese principio tanto como sea posible mediante el uso de un conjunto de paletas de compresor iniciales, que aumentan el la densidad del aire en un factor grande en comparación con la presión atmosférica normal, y luego usa combustible de queroseno para producir aire expandido extremadamente caliente que es forzado a través de las palas traseras de la turbina, que están unidas por un eje al gran ventilador delantero. Finalmente, la tobera trasera está cuidadosamente diseñada, utilizando principios de dinámica de fluidos, para producir el mayor empuje posible del aire caliente.

Me imagino que una gran mayoría de los motores de turbina modernos producidos en la actualidad se usan en aviones comerciales, pero obviamente el ventilador frontal no es adecuado para todas las aplicaciones.

Esta imagen en corte muestra los componentes principales de un motor de turbina a reacción de un avión comercial moderno.

Sí, aunque si proporciona "potencia utilizable a un eje" depende del tipo de motor a reacción (es posible pero no necesario).

Por ejemplo, un turborreactor no proporciona potencia "utilizable" a un eje, solo impulsa el compresor. Un motor turboventilador tiene una ruta de derivación: el compresor no envía todo el aire a la cámara de combustión, pero parte de él "pasa por alto" la cámara y es expulsado por la parte posterior; un motor turbohélice impulsa una hélice, por lo que realmente obtiene la "potencia utilizable para un eje".

Hay algunas buenas descripciones en este sitio y miles de otros...

Por lo general, una pregunta que tiene una respuesta de "sí/no" no se ajusta muy bien al formato de este sitio. Traté de ampliar la respuesta un poco más allá de lo que estabas preguntando para que encajara mejor...