Problemas Motores térmicos

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- Para completar el triángulo de entrada se ha de calcular c1 y u1, cosa esta última muy sencilla, y además sabemos que el flujo entra de forma axial con lo que c1 coincide con su componente axial, siendo el ángulo formado por c1 y u1 de 90º. Pero el cálculo de c1 no es tan sencillo. Para ello vamos a usar la ecuación de continuidad y la de los gases perfectos:

[pic 24]

Si aplicamos la ecuación de continuidad:

[pic 25]

Esto no es cierto. Si hacemos el equivalente térmico de esta velocidad y se lo restamos a la temperatura de parada a la entrada obtenemos la temperatura estática en la entrada:

[pic 26]

Para obtener la presión estática a la entrada basta con usar la ecuación de los procesos isoentrópicos:

[pic 27]

Volviendo a usar la ley de los gases ideales:

[pic 28]

Volviendo a aplicar continuidad:

[pic 29]

Vamos a repetir el bucle de cálculo:

[pic 30]

[pic 31]

[pic 32]

[pic 33]

Con otro bucle:

[pic 34]

[pic 35]

[pic 36]

[pic 37]

Y con un último bucle:

[pic 38]

[pic 39]

[pic 40]

[pic 41]

Ahora calculamos las velocidades periféricas en los bordes exterior e interior a la entrada:

[pic 42]

[pic 43]

Los ángulos de entrada serán:

[pic 44]

[pic 45]

- Hemos dicho que la componente axial de la velocidad absoluta se mantiene en las diferentes secciones de la máquina de lo que se deduce que:

[pic 46]

Además, de la definición de coeficiente de deslizamiento deducimos que la componente periférica de c2 vale:

[pic 47]

Para calcular la profundidad del canal usaremos la ecuación de continuidad y así calcular antes la superficie de la sección de salida:

[pic 48]

Donde la densidad [pic 49][pic 50] es desconocida pero se puede calcular si hallamos la presión estática p2 y la temperatura estática T2. Si suponemos que la mitad de las pérdidas totales se van en el rotor y la otra mitad en el estator, el rendimiento en el rotor será:

[pic 51]

Y podemos aplicar entre 02s y 01 la ecuación ([pic 52][pic 53]):

[pic 54]

Aplicando la ecuación de proceso isoentrópico entre 2 y 02:

[pic 55]

Donde T2 es:

[pic 56]

Aplicando:

[pic 57]

Y multiplicando las dos expresiones:

[pic 58]

Despejando p2:

[pic 59]

Con lo