Problema 10 Un turborreactor monoeje de flujo único presenta en

Problema 10
Un turborreactor monoeje de flujo único presenta en banco (p0 = 101325 Pa, T0 = 288 ºK) las
siguientes características:
π23 = 15:1, T4t = 1650 K, G = 45 kg/s
Considerando los procesos en la toma dinámica y en la tobera isentrópicos, que no hay
pérdida de presión de remanso en la cámara de combustión, que el compresor tiene un
rendimiento adiabático de η23 = 0.88 y que el de la turbina es η45 = 0.92, se pide:
a. Velocidad de salida, consumo específico e impulso del motor.
b. Gasto del combustible, potencia desarrollada por el compresor y empuje.
c. Los valores anteriores en el caso de que el compresor y la turbina fuesen ideales.
Datos: γ = 1.4, R = 287 J/kg ºK, ηqL = 42.2 MJ/kg
Nota: considérese que la tobera del motor está adaptada y que la potencia producida por la
turbina es íntegramente entregada al motor.
Problema 11
Un turborreactor que funciona con ciclo ideal con tobera convergente produce 2000 Kg. de
empuje a nivel del mar, con un Mach de vuelo M0 = 0’9. El área de entrada es Ae = 0.5 m2 y
la velocidad media Ve = 150 m/s.
Sabiendo que la tobera funciona en condiciones críticas y que está adaptada a nivel del mar,
calcular:
a. Relación de compresión del motor π23.
b. Temperatura fin de combustión.
c. Rendimientos motor, de la propulsión y global.
Datos: p0 = 101.234; T0 = 288 K; R = 287 J/kg K; γ = 1.4.
Problema 12
De los ensayos en banco de un turborreactor de flujo único se ha obtenido:
c = 1.5 kg/s, E = 60 kN, I = 86 s, tobera convergente
Se pide, obtener la relación de compresión y la temperatura fin de combustión en el caso de
considerar el ciclo ideal.
Datos: T0 = 288 K, p0 = 101.325, cp = 1004.3 J/kg ºK, ηqL = 41.85 MJ/kg, γ = 1.4.
Problema 13
Un turborreactor cuyas características en banco son:
πc = 18:1, T4t = 1350 K, G = 35 kg/s
se quiere actualizar elevando la temperatura fin de combustión; para ello se realiza un estudio
en el que se busca cuál debe ser la mejora en T4t mínima para obtener el mismo impulso
específico que el motor original cuando se sangra una cantidad arbitraria de gasto a la salida
del compresor. Se pide:
a. Impulso específico del motor original.
b. Aumento de T4t mínimo para mantener el impulso al sangrar 5%, 10% y 15% de gasto
de aire en el compresor.
Datos: T0 = 288 K, p0 = 101.325, cp = 1004.3 J/kg ºK, ηqL = 41.85 MJ/kg, γ = 1.4.