Título
Análisis exergo-ambiental a los motores aéreos comerciales de tipo turbofan
Autor
SERGIO CASTRO HERNANDEZ
Colaborador
RAUL LUGO LEYTE (Asesor de tesis)
HELEN DENISE LUGO MENDEZ (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Resumen o descripción
Para el desarrollo del estudio exergo-ambiental del turbofan GE 90-115B se toman dos condiciones de vuelo, despegue y crucero; para las condiciones de despegue, el motor opera a un Mach de vuelo de 0.2 a condiciones ambientales de presión y temperatura de 1.013 bar y 15 °C, respectivamente; y para vuelo crucero, el Mach es de 0.85 y las condiciones ambientales de presión y temperatura son de 0.29 bar y 218.8 K. Como resultados del análisis energético para condiciones de despegue, el empuje específico y el consumo específico de combustible del turbofan GE 90-115B son de 228.44 Ns/kg y 0.44 kgcomb/(Nh) respectivamente; asimismo, se comprobó que la diminución de la temperatura ambiente, y el aumento en la temperatura de entrada a la turbina genera un incremento en el empuje específico del motor. Del análisis exergético, se encuentra que los gases de combustión generan 342.82 kJ/kg de irreversibilidades al enviarse al medio ambiente, la cámara de combustión genera 285.32 kJ/kg, y es el equipo del GE 90-115B que genera mayor irreversibilidades Mediante el análisis exergo-económico se obtuvieron los costos de la generación de empuje, combustible y residuo, los cuales fueron de 0.028 $/s, 0.042 $/s y 0.013 $/s, respectivamente; y el potencial de calentamiento global total, obtenido mediante el análisis ambiental, es de 0.098 kgCO2eq/(kNh) a condiciones de despegue y a vuelo crucero es de 0.113 kgCO2eq/(kNh).
En este trabajo se realiza un análisis exergo-ambiental a la turbina de gas aérea de tipo turbofan GE 90-115B, basado en el análisis exergoeconómico y ambiental, donde se emplean indicadores de evaluación de sustentabilidad exergética y ambiental para evaluar el desempeño del motor aéreo a las condiciones que son sometidos a lo largo de un vuelo. Ya que las turbinas de gas aéreas son indispensables en el sector aéreo, así como en el desarrollo económico de los países; por este motivo el objetivo de este trabajo es desarrollar una metodología exergo-ambiental para evaluar el desempeño del motor de aviación GE 90115B a diferentes condiciones de vuelo, en función de las irreversibilidades, costos exergoeconómicos y emisiones generadas. El estudio del desempeño del turbofan GE 90-115B en este trabajo, inicia con el análisis energético a diferentes condiciones ambiente de vuelo, relación de presiones del compresor, temperatura de entrada a la turbina y relación de bypass. Para determinar la pérdida de exergía en el sistema (irreversibilidad), se realiza un análisis exergético al sistema, con este se predecir de mejor manera el desempeño del motor mediante las eficiencias exergéticas de los equipos que componente al turbofan. Aunado a esto, la utilización de indicadores de sustentabilidad exergética, tales como el potencial de mejoramiento exergético, el índice de sustentabilidad exergética, el factor de efectos ambientales, entre otros, son útiles para determinar la sustentabilidad del turbofan, estos se obtiene en función del análisis exergético. Para realizar un análisis más completo del desempeño del motor se implementa el análisis exergoeconómico, estudio importante debido a las pérdidas económicas que se reflejan mediante la generación de irreversibilidades del sistema, así como el costo de la generación del empuje, que es el objetivo del motor.
Fecha de publicación
22 de marzo de 2018
Tipo de publicación
Tesis de maestría
Recurso de información
Idioma
Español
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional de la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa
Descargas
0