CLCULO Y ANLISIS DEL FLUJO EN UNA TURBINA

CÁLCULO Y ANÁLISIS DEL FLUJO EN UNA TURBINA DE UN TURBOGRUPO OPERANDO EN CONDICIONES FUERA DE DISEÑO Autora: Mónica Paes Martí Director: José Ramón Serrano Codirector: Roberto Navarro Director experimental: Lukas Inhestern Grado en Ingeniería Aeroespacial Trabajo Final de Grado 1/14

Contenidos 1. Introducción 2. Simulación I. Geometría II. Mallado 3. Resultados I. Validación II. Análisis del flujo 4. Conclusiones 5. Presupuesto Trabajo Final de Grado 2/14

1. Introducción Ventajas: - ↑ Potencia del motor - Recuperación de energía Inconvenientes: - Lag: retraso en la respuesta TGV Ventajas: - ↓ Consumo - ↓ Emisiones contaminantes - ↓ Las pérdidas de bombeo - Mejora la respuesta transitoria ← Trabajo Final de Grado 3/14

1. Introducción § Estudio del flujo dentro de una turbina de geometría variable. § Validar el modelo en Computacional Fluid Dynamics (CFD) realizado con STARCCM+ mediante datos experimentales. Trabajo Final de Grado 4/14

2. Simulación 2. 1 Geometría Trabajo Final de Grado 5/14

2. 2 Mallado Carcasa Álabe Trabajo Final de Grado 6/14

3. Resultados 3. 1 Validación Trabajo Final de Grado 7/14

3. 2 Flujo Número de Mach Presión Total [0 - 0, 75] Stator 3 – 10% de TGV Trabajo Final de Grado 8/14

3. 2 Flujo Número de Mach Presión Total [0 - 0, 75] Plano inferior del rotor – 10% de TGV Trabajo Final de Grado 9/14

3. 2 Flujo Vorticidad en el Rotor – 10% de TGV Trabajo Final de Grado 10/14

3. 2 Flujo Velocidad axial en el Rotor – 10% de TGV Trabajo Final de Grado 11/14

4. Conclusiones • Validación exitosa del modelo, coincidencia con los datos experimentales con variaciones inferiores a un 5 %. Diferencias en la eficiencia: • Posible solución: lanzar los casos con un modelo transitorio → más tiempo de cálculo pero mayor precisión y fiabilidad. • El enfoque computacional ha resultado útil para estudiar el flujo en el interior de la turbina: • Con CFD nos hemos evitado problemas experimentales → medidas de difícil acceso a ↑ T y ↑ P. • Separación del flujo, remolinos, vorticidad, reflujos, etc. Trabajo Final de Grado 12/14

5. Presupuesto global del Proyecto Reuniones 28% Simulaciones y post-procesado 47% Amortización de los equipos 5% Trabajo Final de Grado Equipos utilizados 20% 13/14

CÁLCULO Y ANÁLISIS DEL FLUJO EN UNA TURBINA DE UN TURBOGRUPO OPERANDO EN CONDICIONES FUERA DE DISEÑO MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN ¿ALGUNA PREGUNTA? Autora: Mónica Paes Martí Trabajo Final de Grado en Ingeniería Aeroespacial 14/14