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TOBERAS DE ESCAPE

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by

stiven rodriguez

on 9 October 2013

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Transcript of TOBERAS DE ESCAPE

TOBERAS DE ESCAPE

CONSTRUCCION Y MATERIALES
- Capaz de soportar las altas temperaturas del gas y por lo tanto está fabricado a partir de níquel o titanio.

- También es necesario para evitar que el calor se transfiere a la estructura de la aeronave.

- Esto se consigue haciendo pasar el aire de ventilación alrededor de la tubería de chorro, o por el retraso de la sección del sistema de escape con una manta aislante.





DISPOSITIVOS AMORTIGUADORES DE RUIDO EN LA TOBERA DE ESCAPE
FUNCION
TEMPERATURAS
-
La temperatura del gas que entra en el sistema de escape está entre 550 y 850 grados C de acuerdo con el tipo de motor y con el uso de postcombustión que puede ser 1,500 grados C o superior.

- Es necesario el uso de materiales y una forma de construcción que resista la distorsión y el agrietamiento, y prevenir la conducción de calor a la estructura de la aeronave .
VELOCIDADES
El gas de la turbina del motor entra en el sistema de escape a velocidades de 750 a 1.200 pies por segundo, pero, debido a velocidades de este orden se producen elevadas pérdidas de fricción, la velocidad de flujo se reduce por difusión. Esto se logra por tener un área cada vez mayor entre el cono de escape y la pared exterior
- Idealmente las transformaciones del fluido en una tobera cumplirían las siguientes condiciones:

1. Son adiabáticas (no hay una transmisión de calor del fluido a la tobera o al exterior).
2. Son isoentrópicas (se trataría de un proceso reversible, sin pérdidas).
3. El caudal de fluido que se desplaza a lo largo de la tobera permanecerá constante todo a lo largo de la misma.
- Los gases de escape pasan a la atmósfera a través de la tobera de propulsión, que es un conducto convergente, lo que aumenta la velocidad del gas.
Based on Jim Harvey's speech structures
- Una tobera es un dispositivo que convierte la energía térmica y de presión de un fluido en energía cinética.

- Es utilizado en turbomáquinas y otras máquinas, como inyectores, surtidores, propulsión a chorro, etc.

- El fluido sufre un aumento de velocidad a medida que la sección de la tobera va disminuyendo, por lo que sufre también una disminución de presión y temperatura al conservarse la energía.
GAS FLOW THROUGH A CONVERGENT-DIVERGENT NOZZLE
UNIDAD MEZCLADORA DE DERIVACION O BY-PASS
- Cada manta tiene una capa interior de material aislante fibroso contenida por una piel exterior de acero inoxidable delgada, para aumentar su resistencia.
- Cuando la temperatura del gas es muy alta (por ejemplo, cuando se emplea postcombustión), el tubo de chorro completo es por lo general de construcción de doble pared con un espacio anular entre las dos paredes. Este flujo de aire enfría la pared interior de la tubería de chorro y actúa como una manta aislante mediante la reducción de la transferencia de calor desde el interior a la pared exterior.
TOBERA CONVERGENTE
- Se utiliza para motores de propulsion subsonica hacia la salida, pudiendo ser subsonica la corriente de salida si toda la expansion se produce dentro de la tobera o alcanzar valores maximos de numeros de Mach practicamente igual a la unidad, es decir en condiciones sonicas.
- Si la descarga se realiza utilizando una tobera convergente entonces tendríamos:
P1>P2
V1<V2
M1<M2
M2 máximo = 1
TOBERAS CONVERGENTES -DIVERGENTES / TOBERAS DE LAVAL
- Convergente: Aumenta la velocidad necesaria para la actuacion de la zona divergente.
Se alcanzan condiciones sonicas en la garganta de la tobera.
- Divergente: Sigue aumentando la velocidad por la expansion de los gases de escape procedentes de la turbina.

- Se utiliza en motores o aeronaves supersonicas y en los de postcombustion.
El cono final a la salida de los gases de escape de la tubina forma parte de la tobera, la cual es el encargado de canalizar el gases.
Gustav de Laval estudió el flujo supersónico en toberas y resolvió el
problema de aceleración máxima dentro de la tobera llegando al diseño de toberas con sección convergente-divergente en las que se logra un flujo sónico M = 1 (M = número de Mach) en la garganta para posteriormente expandir la tobera y lograr flujos supersónicos M > 1.
- Estas toberas deben tener una expansión adecuada para evitar la generación de ondas de choque dentro de las mismas.

- La tobera es la encargada de convertir energía de presión en
energía cinética adaptando las presiones y velocidades de los
gases eyectados.

- Los flujos que recorren dicha tobera se consideran compresibles y se mueven a velocidades muy elevadas alcanzando valores supersónicos en la parte divergente.

- Las diferentes secciones transversales producen durante el
avance de los gases variaciones en la densidad, presión y velocidad del fluido.
TIPOS DE TOBERAS CONVERGENTES
Distintos regímenes de descarga posibles para una tobera Laval:

- Sin onda de choque:
M garganta <1 M divergente <1
M garganta =1 M divergente <1
- Con onda de choque en el divergente
M div >1 antes de la onda M div < 1 después de la onda
- Con onda de choque a la salida
M >1 antes de la salida M < 1 después de la salida

DISPOSITIVO PARA FRENO POR EMPUJE INVERSO EN LA TOBERA DE ESCAPE O FRENO POR FLUJO REVERSO
GRACIAS..
STIVEN JOSE RODRIGUEZ ROJAS
CRISTIAN CAMILO RODRIGUEZ RODRIGUEZ
TOBERAS DE ESCAPE
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