Combustores de presión mejorada basados en eyectores: An Old Idea with a New Twist (Nasa Technical Reports Server (Ntrs))

Título original:

Ejector Enhanced Pulsejet Based Pressure Gain Combustors: An Old Idea with a New Twist (Nasa Technical Reports Server (Ntrs))

Contenido del libro:

Se describe una investigación experimental de la combustión con ganancia de presión para su aplicación en turbinas de gas. El artículo de prueba consiste en un chorro de impulsos con válvulas y un eyector optimizado, ambos alojados dentro de una cubierta.

La combinación forma una eficaz cámara de combustión de lata a través de la cual se produce un modesto aumento total de la presión, en lugar de la pérdida habitual en las cámaras de combustión convencionales. Aunque el concepto de utilizar un chorro pulsado para lograr una combustión de volumen semiconstante (es decir, con aumento de presión) no es nuevo, sí lo es el de combinarlo con un eyector bien diseñado para mezclar eficazmente el flujo de derivación. El resultado es un dispositivo que hasta la fecha ha demostrado un aumento de presión global de aproximadamente el 3,5% a una relación de temperatura global acorde con las turbinas de gas modernas.

Esta relación de presión es sustancialmente superior a la que se ha registrado anteriormente en experimentos de combustión basados en chorros pulsátiles. También se ha demostrado que la falta de uniformidad del flujo en la parte descendente del dispositivo se reduce sustancialmente en comparación con la del propio chorro de impulsos.

La desviación estándar de las fluctuaciones totales de presión, medidas justo aguas abajo del eyector, fue sólo del 5,0% de la media. Este aspecto suavizante del dispositivo es fundamental para las aplicaciones de turbomaquinaria, ya que el rendimiento de las turbinas se ve afectado negativamente por la falta de uniformidad y la inestabilidad del flujo. Se describirá el equipo experimental y se presentarán los detalles de las mediciones de rendimiento.

También se evaluarán los beneficios termodinámicos de este nivel de ganancia de presión en una turbina de gas para varios tipos de motores. Se discutirán cuestiones relativas al desarrollo práctico de un dispositivo de este tipo, así como las posibles reducciones de emisiones resultantes de la naturaleza de combustión rica del chorro pulsante y la rápida mezcla (enfriamiento) asociada a los eyectores no estacionarios.