¿Por qué el volumen de la cámara de combustión de un motor a reacción se decide por la altitud?

He leído que el volumen de la cámara de combustión de un motor a reacción se decide por la altitud máxima a la que volará ese avión. Eso me confunde, porque la tasa máxima de flujo másico ocurrirá al nivel del mar, por lo que el volumen de la cámara de combustión debe decidirse en función del nivel del mar. ¿Alguien puede explicar cómo se decide el volumen?

¿Estás seguro de que se trata de medir el volumen? El volumen de una cámara de combustión es constante. Pero cuanto más alto vueles, más grande debe ser el motor. Entonces, el máximo. la altitud determina qué volumen se necesita.
@sweber ¿Leíste mal la pregunta? La pregunta parece decir exactamente lo que sugiere: que el diseño de la cámara de combustión depende de la altitud máxima deseada.
Edité la pregunta para mayor claridad, pero espero no haber confundido las cosas. Entendí que significaba: "el volumen del combustor está determinado por el techo de servicio previsto de la aeronave, pero se requiere un volumen máximo del combustor al nivel del mar, por lo que si el combustor es lo suficientemente grande para el nivel del mar, entonces es lo suficientemente grande para cualquier altitud y, por lo tanto, el el techo de servicio no debería importar de todos modos". Pero como no sé nada sobre motores a reacción, no quería editarlo tan radicalmente. Tal vez el OP pueda comentar.

Respuestas (1)

Respuesta corta

Es menos el volumen que la longitud lo que limita la altura máxima. La sección transversal de la cámara de combustión está determinada por el volumen de flujo proveniente del compresor y la velocidad de flujo deseada en la cámara de combustión, por lo que se da esta dimensión. Para permitir el funcionamiento a menor presión, la longitud de la cámara de combustión debe ser suficiente, por lo que una cámara de combustión más larga tendrá un volumen mayor. Por eso ha leído que el volumen determina la altitud máxima de funcionamiento.

Fondo

Los factores que facilitan el encendido son

  • presión
  • temperatura, y
  • energía de chispa del sistema de encendido

La ignición se hace más difícil por

  • tamaño medio de las gotas de combustible (las gotas más grandes tardan más en evaporarse)
  • velocidad de flujo en la cámara de combustión, y
  • Mayor intensidad de turbulencia.

Para que se produzca la combustión, primero es necesario que se evaporen las gotas de combustible inyectadas en la corriente de aire. Esto se facilita con una temperatura y una presión más altas, y cuanto más bajas sean ambas, más tiempo de residencia de la mezcla aire-combustible en la cámara de combustión se requiere para una buena combustión. Las cámaras de combustión más largas tienen mayores pérdidas de presión y pesan más, por lo que los diseñadores de motores tratan de limitar su longitud.

Con el aumento de la altitud, la presión en la cámara de combustión cae porque el compresor simplemente elevará la presión en su entrada por un múltiplo dado. Por lo tanto, la presión de la cámara de combustión cae en sincronía con la presión ambiental, y aumenta la duración requerida para una combustión suficiente.