Tema 7- Turbofan y su optimización (Aerorreactores)

Se dispone de dos turborreactores de flujo único, el turborreactor A con 𝑉0/𝑉𝑡𝑏 = 0.2 y el B con 𝑉0/𝑉𝑡𝑏=0.5. Para la misma velocidad de vuelo, en una hipotética conversión optimizada de ambos turborreactores en los turbofanes A y B respectivamente. ¿Cuál de ellos tendría una mayor relación de compresión del fan?. El B. El A. Ambos tendrían la misma relación de compresión del fan. Depende del valor de 𝑉tb.

Se dispone de dos turborreactores reales (todos los rendimientos son distintos de la unidad) de flujo único que, en su condición de diseño, tienen distinto valor de 𝑉0/𝑉𝑡𝑏: 0.2 el turborreactor A y 0.5 el B. Sabiendo que ambos motores tienen la misma velocidad de salida en su condición de vuelo de diseño, en una hipotética conversión optimizada de ambos turborreactores en los turbofanes A y B, para la misma condición de vuelo de diseño de cada turborreactor respectivamente, ¿cuál de ellos tendría una mayor relación de compresión del fan?. B. A. Ambos tendrán la misma relación de compresión del fan. Depende de la altitud de diseño.

El rendimiento propulsivo de un turborreactor en el punto de diseño es 0.40. En dicha situación de diseño se decide añadir una turbina adicional que se encuentra conectada a un fan con una relación de derivación de 4. Si los rendimientos tanto de la turbina como del fan son 1, ¿cuál será el nuevo rendimiento propulsivo de la configuración optimizada para mínimo consumo específico?. 0.66. 0.33. 0.5. 0.6. 0.77.

En la optimización de un turbofán real (los rendimientos de todos los componentes son menores que 1) con relación de derivación fija, la velocidad de salida del secundario es menor que la del primario. Verdadero. Falso.

En la optimización de un turbofán real (los rendimientos de todos los componentes son menores que 1) con relación de derivación fija: La velocidad de salida del secundario aumenta si aumenta la temperatura 𝑇4𝑡 de diseño. La velocidad de salida del secundario aumenta si disminuye la temperatura 𝑇4𝑡de diseño. La velocidad de salida del secundario es independiente de la 𝑇4𝑡 de diseño.

Un turbofán optimizado para mínimo consumo específico con una relación de derivación de 8 tiene rendimiento de turbina y reductor iguales a la unidad y un rendimiento del fan de 0.85. En esas condiciones, el cociente de velocidades primario/secundario vale: 0.85. 1.00. 1.18.

En un turbofán optimizado para una relación de derivación dada, el trabajo específico del fan: Sube cuando sube la velocidad de vuelo. Baja cuando sube la velocidad de vuelo. Es independiente de la altitud y velocidad de vuelo. Es independiente de 𝑇4𝑡 𝑦 𝜋23.

En un turbofán optimizado el trabajo específico del fan: No depende de la velocidad de vuelo. No depende de 𝑇4𝑡 𝑦 𝜋23. Disminuye cuando aumenta la velocidad de vuelo. Aumenta cuando aumenta la 𝑇4t.

En un turbofán optimizado, la ganancia de potencia útil por unidad de gasto respecto al turborreactor. Aumenta al aumentar la 𝑉0 de diseño. Aumenta cuando disminuye la 𝑉𝑡b. Es independiente de Vtb. Aumenta cuando disminuye la V0 de diseño.

Un turborreactor de flujo único, que proporciona una velocidad de salida ideal de 800 m/s con una velocidad de vuelo de 250 m/s, se ha transformado en turbofán. Si el turbofán fuese real y se optimizase para una relación de derivación dada (Λ), el trabajo específico del fan: Sube cuando sube el valor de Λ. Baja cuando sube el valor de Λ. No depende del valor de Λ. Depende de la altura de vuelo.

En un turbofán diseñado con una relación de derivación 8 y relación de compresión del flujo secundario de 1.7, manteniendo 𝑇4𝑡 𝑦 𝜋23constantes, la velocidad de salida del primario: Aumenta si se aumenta el trabajo específico del fan (flujo secundario). Disminuye si se aumenta la velocidad de salida del secundario. No depende de la relación de compresión del fan (flujo secundario). Disminuye si disminuye la relación de compresión del fan (flujo secundario).

El rendimiento de propulsión de un aerorreactor a la velocidad de vuelo 𝑉0 = 170m/s es 𝜂𝑝=0.35. Para dicha velocidad de vuelo se decide transformarlo en un turbofán optimizado para una relación de derivación dada Λ = 5. Si el ciclo se considera ideal, ¿cuáles serían los valores de las velocidades de salida del primario y secundario, 𝑉𝜋 𝑦 𝑉𝜎 respectivamente?: 𝑉𝜋 = 462.1𝑚/𝑠; 𝑉𝜎 = 362.1𝑚/s. 𝑉𝜋 = 362.1𝑚/𝑠; 𝑉𝜎 = 362.1𝑚/s. 𝑉𝜋 = 452.1𝑚/𝑠; 𝑉𝜎 = 452.1𝑚/s. 𝑉𝜋 = 362.1𝑚/𝑠; 𝑉𝜎 = 262.1𝑚/s.