INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICAUNIDAD PROFESIONAL TICOMN

Ingeniera Aeronutica

Fundamentos de MCI

Limites operacionales para motores a reaccin

Prof. Marisela Valdez Prez

Alumno Prez Cataln Ral Octavio

Boleta 2013370098

Grupo 5AM3

Saln A1

Fecha de entrega: 23/02/2015Limites operacionales para motores a reaccin

Los limites en los que opera un motor a reaccin varan mucho dependiendo del tamao, el fabricante, modelo, configuracin, etc.Las caractersticas ms generales que limitan los motores son las siguientes.

Altitud crticaComo bien sabemos dependiendo de la altura varia la densidad del aire, la densidad es la cantidad de masa en cierto volumen.En el caso de nuestro planeta la densidad del aire varia mucho dependiendo de la altura a la que nos encontremos, la temperatura. La mayor cantidad de aire en la atmosfera se encuentra aproximadamente a los 20 km de altura, por arriba de este la densidad es muy baja.

Ventajas de la altura.-A mayor altura hay menor resistencia al avance, incrementando velocidad y aumentando el rendimiento propulsivo.-El incremento de la velocidad hace aumenta la presin dinmica, aumentando la compresin adiabtica y por lo tanto, la energa mecnica.-La desventaja de disminucin de densidad es por igual en la entrada del compresor que en la tobera, esto ayuda a mejorar la expansin de gases y esto ayuda al rendimiento de la turbina.-Al ser una densidad menor el aire tiene una temperatura ms baja, por lo tanto el compresor necesita menor energa, aumentando el rendimiento.

Desventajas de la altura.-Disminuye la densidad del aire, por consiguiente disminuye la masa de fluido a travs del motor, bajando el empuje y la energa.-Si se mantiene el consumo de combustible, al disminuir la densidad del aire aumentar la temperatura de entrada del gas a la turbina y con ello el rendimiento trmico.

RPMEn efecto, la masa de aire que penetra en el motor es funcin principal de las RPM y, stas a su vez, de la cantidad de combustible suministrado. La funcin de la unidad de control de combustible es regular las RPM y el consumo de combustible, en el sentido de que se obtenga un mayor empuje cuanto mayores sean dichos factores, hasta aquellos valores que no supongan respectivamente sobre velocidad del rotor, ni alta temperatura en las turbinas.

Se puede observar que en tanto la variacin del gasto de aire es prcticamente lineal con las RPM, no ocurre as con el empuje,, pues ste depende adems de la aceleracin a que se somete el gasto de aire, y que es funcin de las presiones en el turborreactor, temperatura y flujo de combustible, por lo que la variacin del empuje con las RPM resulta de variacin mas compleja que el casto del aire.

MaterialesLos materiales son un punto importante, ya que estos por diseo estn hechos para ciertas limitantes de temperatura, presiones, condiciones de uso, etc.Un motor con materiales que soporten mayores temperaturas y que pesen menos podran ser un factor determinante en las diferencia de su eficiencia con un motor actual.Al igual que la temperatura una mayor presin hara ms eficiente nuestro motor ya que al salir por la tobera tendra mayor velocidad, en el caso de motores con un destino diferente al de aviacin tambin sera un cambio muy significativo ya que por ejemplo en un motor de ciclo combinado la temperatura de salida seria mayor y aumentara nuestro trabajo en el sistema dependiente de este.Aunque estos no son los nicos factores, en un motor de aviacin tambin seria una ventaja si estos materiales tuvieran un peso menor, ya que este es una gran limitante .

Tipo de combustibleEl tipo de combustible principal mente afecta en su potencia de detonacin y en la densidad que este tenga ya que a mayor densidad es un mayor peso, lo que no es un factor benfico en cuanto a motores de aviacin. Temperatura de gases de escapeSegn las distintas fases de la aeronave tiene una temperatura permisible en los gases de escape para evitar fallas en las toberas de escape.MarchaGeneralmente los motores rotativos su marcha es un sistema externo llamado APU, este entrega presin neumtica al compresor y as poder iniciar el ciclo.Esta presin neumtica tiene limitantes para evitar el dao al motor, esta presin depende mucho del tamao y tipo de motor.Lubricacin Un factor importante en cuanto a limitantes, ya que estos si se considera una temperatura relativamente alta estos pueden llegar a inflamarse, otro aspecto a tomar en cuenta es su viscosidad y su punto de estancamiento, este tipo de motores son utilizados en ambientes de extremo frio y los lubricantes tienen que garantizar que seguirn fluyendo a pesar de esta.La gran altura de funcionamiento de algunos turbo reactores, y por lo tanto, las bajas condiciones de presin, unido a las altas temperaturas de funcionamiento, requieren productos de baja volatilidad para evitar prdidas por evaporizacin. El lubricante no debe ser susceptible de formacin de espuma, no deber atacar a las juntas de estanqueidad del sistema y no deber formar depsitos carbonosos.

ConclusionesLos lmites operacionales para motores a reaccin pueden variar mucho en la cadena del tiempo, mucho depender del tipo de motor, su uso, las condiciones de ese uso, etc.Estos parmetros son necesarios para su mantenimiento y uso para no provocar daos de cualquier tipos en estos.

Bibliografa.

-Motores a reaccin, Martin Cuesta lvarez, quinta edicin.