Propulsión eficiente: reducción de costes y del impacto sobre el medio ambiente
Para mejorar los métodos de modelización de dinámica de fluidos computacional (CFD) que se utilizan para diseñar turbinas HP, es necesario comprender los fenómenos aerotérmicos complejos que tienen lugar en ellas. El proyecto TATEF2 («Flujos aerotérmicos externos en turbinas 2») se llevó a cabo con el fin de estudiar los flujos externos de aire y calor más importantes, con el fin de crear una base de datos que permitiera aplicar mejores métodos de CFD y con ello optimizar el proceso de diseño aumentando la eficiencia y reduciendo los costes y las probabilidades de fallo. En primer lugar, los investigadores evaluaron la eficiencia aerotérmica y las pérdidas relacionadas con la distorsión de la temperatura en la admisión de gases y los efectos de arremolinamiento del aire de entrada. Este análisis se amplió con un estudio que permitió realizar mediciones de alta precisión de la eficiencia global de las turbinas HP por primera vez y determinar la causa principal de pérdidas en las turbinas. Además, se realizaron estudios fundamentales de enfriamiento de láminas mediante potentes técnicas de termografía óptica infrarroja, lo cual permitió alcanzar una resolución térmica y local excelente que no había sido posible con anterioridad. Estos estudios también condujeron a la creación de dos bases de datos de características de rendimiento aerotérmico de una lámina en enfriamiento con el fin de validar los métodos de CFD y profundizar en el conocimiento de la física de flujos. Finalmente, los investigadores mejoraron el código de CFD a partir de estudios previos y consiguieron mejorar el cálculo de las turbulencias y la transferencia de calor, en la cual se logró reducir el tiempo de cálculo en un tercio. En resumen, el proyecto TATEF2 dio como resultado un mejor conocimiento de los procesos complejos relacionados con la aerodinámica y la transferencia de calor durante el enfriamiento de una lámina básica y del comportamiento de las fases de la turbina de alta presión, lo cual dio lugar a mejoras apreciables en los métodos de modelización de CFD. Además de mejorar el rendimiento de los motores para aeronaves, la implantación de los resultados del proyecto debería reducir el impacto ambiental del transporte aéreo, que actualmente contribuye de forma apreciable al calentamiento global. El hecho de disponer de formas de viajar por el aire más respetuosas con el medio ambiente es bueno para los consumidores, la industria y el planeta.
