Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 9
Comentario Para quienes estén sorprendidos con lo que sucede con el resto
de la energía, aquí está una breve explicación:
EC
# salida m
# V 2
g
2
1100 lb m >s 2 e313
288 850 2pies>s42
2
11 867 Bt u >s 132.2 % 2
# # #
Q salida m 1h 6 h 1 2 m c p 1T 6 T 1 2
1100 lb m >s 2 10.24 Bt u >lb m # R 2311 114 420 2 R 4
16 651 Bt u >s 145.3 % 2
1 Btu>lbm
fa
25 037 pies 2 >s b 2
Por lo tanto, 32.2 por ciento de la energía aparecerá como exceso de energía
cinética (energía cinética de los gases relativa a un punto fijo sobre el suelo).
Observe que para la eficiencia de propulsión más alta, la velocidad de los gases
de escape relativa al suelo V g debe ser cero; es decir, los gases de escape deben
salir de la tobera a la velocidad del avión. El 45.3 por ciento restante de la
energía se presenta como un incremento en la entalpía de los gases que salen
del motor. Estas dos últimas formas de energía con el tiempo se volverán parte
de la energía interna del aire atmosférico (Fig. 9-51).
·
Q entrada
W·P (potencia de
propulsión)
Avión
·
EC salida
(exceso de energía
cinética)
Q·salida
(exceso de energía térmica)
FIGURA 9-51
La energía suministrada a un avión (a
partir de la quema de combustible) se
manifiesta en diversas formas.
Modificaciones para motores de turborreactor
Los primeros aviones que se construyeron fueron accionados mediante propulsores
activados por máquinas esencialmente idénticas a los motores de automóviles.
El principal avance en la aviación comercial sucedió con la introducción
del turborreactor en 1952. Tanto los motores accionados por hélice como los
activados por propulsión por reacción tienen sus propias ventajas y limitaciones,
y se han hecho varios intentos para combinar las características más deseables
de ambos en uno solo. Dos de esas modificaciones son el turbopropulsor
(propjet) y el turboventilador (turbofan).
El motor utilizado más ampliamente en la propulsión de aviones es el motor
de turbofan (ventirreactor), donde un gran ventilador accionado por una
turbina obliga a que una gran cantidad de aire circule por un ducto (cubierta)
que rodea a la máquina, como se muestra en las figuras 9-52 y 9-53. El escape
del ventilador sale del ducto a una velocidad más alta incrementando de manera
significativa el empuje total del motor. El motor de turbofan se basa en el
principio que, para la misma potencia, un gran volumen de aire que se mueve
con más lentitud producirá más empuje que un volumen pequeño de aire que se
mueve rápidamente. El primer motor turbofan comercial fue probado con éxito
en 1955.
Compresor de
baja presión
Ventilador Ducto Quemadores
Turbina de baja presión
Escape del ventilador
Escape de la turbina
FIGURA 9-52
Un motor turbofan.
Ventilador
Compresor de
alta presión
Turbina de alta presión
Fuente: The Aircraft Gas Turbine and Its Operation.
© United Aircraft Corporation (actualmente
United Technologies Corp.), 1951, 1974.