Mejoras en el diseño de motores de turbina a partir de la dinámica de fluidos
La transferencia efectiva de calor y el flujo de fluidos en los sistemas de refrigeración de las turbinas son un factor importante de eficacia de los motores de turbina. Mejorando el diseño del motor se produciría una reducción del consumo de combustible y se alargaría la duración de vida del motor debido a la bajada de la temperatura del aire de refrigeración dentro del motor. Con el objetivo de mejorar el diseño de los sistemas refrigerantes internos de la turbina de gas, se han investigado los problemas de trasferencia de calor y flujo de fluidos dentro de estos sistemas. Específicamente, se ha estudiado la efectividad de las juntas de sellado como función del flujo y la geometría de éstas. Se han explorado el posicionamiento de las uniones en relación con otros componentes del motor, y las variaciones en los huecos de las juntas. Se han encontrado correlaciones que ofrecen la posibilidad de reducir la cantidad de comprobaciones e instrumentación requeridas durante el desarrollo del motor, así como el consumo de combustible del motor hasta en un 1 por ciento mediante la reducción del flujo a través del sellado de juntas. Otro método que se está usando para mejorar los diseños es el del cotizado modelado por dinámica de fluidos computacional. Este método puede producir predicciones completamente tridimensionales y dependientes del tiempo de la ingestión de gas por las juntas del disco de la turbina. Los flujos a través de la corona circular principal y los flujos por las ruedas delanteras y traseras son modelados para establecer las condiciones óptimas para los huecos de las juntas de sellado. Con un desarrollo adicional, el modelo será capaz de representar los grandes mecanismos de flujos físicos. Estas herramientas para mejorar el diseño pueden aprovecharse en la construcción de aviones avanzados y turbinas de gas para la generación eléctrica. El proyecto les permitirá a los fabricantes de motores de turbina europeos mejorar su rendimiento y mantener su competitividad.
