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Modelagem das curvas de rendimento de turbinas aeronáuticas turbofan e turbojato

Gas turbines are heat engines widely used for electric power generation and aircraft propulsion. This work aimed to make mathematical simulations to obtain the main curves of the operational parameters of turbojet and turbofan aeronautical turbine types, based on the ideal thermodynamic cycle. The c...

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Autor principal: Maschietto, Victor Camilo Levartoski
Formato: Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:
Aviões - Turbojatos
Turbinas
Termodinâmica
Airplanes - Turbojet engines
Turbines
Thermodynamics
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16354
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spelling riut-1-163542020-11-19T19:53:43Z Modelagem das curvas de rendimento de turbinas aeronáuticas turbofan e turbojato Simulation of the performance curves of turbofan and turbojet aeronautical turbines Maschietto, Victor Camilo Levartoski Behainne, Jhon Jairo Ramirez Behainne, Jhon Jairo Ramirez Alves, Thiago Antonini Santos, Gerson Henrique dos Aviões - Turbojatos Turbinas Termodinâmica Airplanes - Turbojet engines Turbines Thermodynamics CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA Gas turbines are heat engines widely used for electric power generation and aircraft propulsion. This work aimed to make mathematical simulations to obtain the main curves of the operational parameters of turbojet and turbofan aeronautical turbine types, based on the ideal thermodynamic cycle. The curves were modeled using the EES® software, in order to have the determination of the thrust behavior, specific fuel consumption, thermal efficiency, propulsive efficiency and overall efficiency in function of the air pression ratio, Mach number and bypass ratio. Once the performance curves of the ideal engines were obtained, comparisons between the two types of engines were made and the deviations of the modeling concerning experimental results available on literature were verified. For the turbojet type, differences close to 20% between real values and the ideal modeling were observed, for the specific thrust and specific fuel consume, while for the turbofan type, the difference between the ideal modeling and the real value of the specific thrust was close to 10%. The results show that the modeling of these turbines based on the ideal cycle, allows to obtain information of performance of turbojet and turbofan aeronautical motors fairly close to the experimentally obtained. The modeling showed that turbofan type deviates more from optimal conditions when compared to the turbofan type, due to higher thermal irreversibilities generated in energy conversion of the fuel. Turbinas a gás são máquinas térmicas amplamente usadas para a geração de energia elétrica e propulsão de aeronaves. Este trabalho teve como objetivo realizar simulações matemáticas para a obtenção das principais curvas dos parâmetros operacionais de turbinas aeronáuticas do tipo turbojato e turbofan a partir do ciclo termodinâmico ideal. As curvas foram modeladas usando o software EES® visando a determinação do comportamento do empuxo, consumo específico de combustível, eficiência térmica, eficiência propulsiva e eficiência global em função da relação de compressão do ar, número de Mach e relação de bypass. Obtidas as curvas de rendimento dos motores ideais, foram realizadas comparações entre rendimentos dos dois tipos de motores, bem como, verificados os desvios da modelagem com relação a resultados experimentais disponíveis na literatura. Para o turbojato observaram-se diferenças próximas a 20% entre valores reais e da modelagem ideal, para empuxo específico e consumo específico de combustível, enquanto para o turbofan, a diferença entre a modelagem ideal e o valor real do empuxo específico ficou próxima de 10%. Os resultados alcançados sugerem que a modelagem destas turbinas com base no ciclo ideal permite obter informação de rendimento de motores aeronáuticos turbojato e turbofan relativamente próxima à obtida experimentalmente. A modelagem mostrou que motores turbojato se afastam mais das condições ideais em comparação com o motor turbofan, devido as maiores irreversibilidades geradas na conversão de energia térmica do combustível. 2020-11-19T19:53:43Z 2020-11-19T19:53:43Z 2014-12-09 bachelorThesis MASCHIETTO, Victor Camilo Levartoski. Modelagem das curvas de rendimento de turbinas aeronáuticas turbofan e turbojato. 2014. 99 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2014. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16354 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Ponta Grossa Brasil Departamento Acadêmico de Mecânica Engenharia Mecânica UTFPR
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Maschietto, Victor Camilo Levartoski
Modelagem das curvas de rendimento de turbinas aeronáuticas turbofan e turbojato
description Gas turbines are heat engines widely used for electric power generation and aircraft propulsion. This work aimed to make mathematical simulations to obtain the main curves of the operational parameters of turbojet and turbofan aeronautical turbine types, based on the ideal thermodynamic cycle. The curves were modeled using the EES® software, in order to have the determination of the thrust behavior, specific fuel consumption, thermal efficiency, propulsive efficiency and overall efficiency in function of the air pression ratio, Mach number and bypass ratio. Once the performance curves of the ideal engines were obtained, comparisons between the two types of engines were made and the deviations of the modeling concerning experimental results available on literature were verified. For the turbojet type, differences close to 20% between real values and the ideal modeling were observed, for the specific thrust and specific fuel consume, while for the turbofan type, the difference between the ideal modeling and the real value of the specific thrust was close to 10%. The results show that the modeling of these turbines based on the ideal cycle, allows to obtain information of performance of turbojet and turbofan aeronautical motors fairly close to the experimentally obtained. The modeling showed that turbofan type deviates more from optimal conditions when compared to the turbofan type, due to higher thermal irreversibilities generated in energy conversion of the fuel.
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