Regolazione motori a reazione

[capitano nemo]

nemmeno ho finito di rompere le balle in un altro topic e già ne apro uno nuovo perchè ho delle domande da fare

dunque la cosa verte sulla regolazione dei motori a reazione, i turbofan, credo si dica così

la spinta di un motore a reazione è data dal della variazione nell'unità di tempo della quantità di moto dell'aria ingoiata e poi espulsa a valle, cioè è data dalla derivata prima rispetto al tempo della funzione MV dove M è la massa di aria espulsa e V è la variazione di velocità tra ingresso e uscita V=Vingr-Vuscita

vediamo se mi ci ritrovo

S (spinta) = d(MV)/dt = VdM/dt + MdV/dt
che è dimensionalmente una massa per un'accelerazione

dunque la spinta si può variare o variando la quantità di aria ingerita ed espulsa nell'unità di tempo (massa) o modificando la differenza di velocità tra ingresso e uscita

Ora mi faccio questa considerazione, guardandomi allo specchio. La differenza di velocità tra aria che entra ed aria che esce viene influenzata dalla velocità relativa rispetto all'aria, giusto? Collego questo fatto all'informazione che ebbi da uno di voi e cioè che la spinta in decollo rimane costante all'aumentare della velocità per concludere che: al decollo l'influenza che ha la bassa velocità di decollo rispetto alle alte velocità di uscita dei gas è modestissima, praticamente ininfluente. Pertanto la spinta non varia all'aumentare della velocità, perchè siamo nel campo di velocità ininfluenti. Ma se volo a 900 km/h il turbofan dovrebbe fare più fatica ad aumentare la velocità dell'aria che entra, prima di farla uscire, perchè l'aria già entra a velocità elevata.
ragionando da ingegneri, si arriva al paradosso che, ad un certo punto, se il motore è molto veloce, è l'aria di ingresso che trascina le pale del compressore e non è il compressore che cede lavoro all'aria.

forse scrivo ca**ate, ma la domanda è: è vero che quanto più veloce è il motore tanto più cala il suo rendimento?
la seconda domanda è: per regolare la spinta si agisce sulla massa di aria o sulla velocità?

Thread spostato [JT8D]

[AlphaSierra]

la deduzione è corretta, difatti per voli supersonici si utilizzano turbogetti, o turbofan a bassissimo BPR, oppure all'estremo scramjet e ramjet

il rendimento propulsivo in soldoni lo esprimi come eta_p= 2V / (V + Vj)
V=vel volo
Vj=V Exhaust (scarico)

paradosso se V=Vj eta_p =1

[capitano nemo]

che strana formula

cosa intendi per rendimento propulsivo? io parlo di rendimento in generale, e cioè il rapporto tra la potenza erogata dal propulsore e la potenza utilizzata, dove la potenza utilizzata è data dal prodotto tra massa di combustibile consumata nell'unità di tempo moltiplicata per il suo potere calorifico

se V=Vj la spinta è nulla, quindi è nulla la potenza erogata, il rendimento per definizione dovrebbe essere nullo

ma forse, come dicevo, tu parli di un altro rendimento

[JT8D]

Oltre al rendimento termico è importante definire il rendimento propulsivo, che è la parte di lavoro utile che viene effettivamente sfruttata per la propulsione.
Il rendimento propulsivo è uguale a 2/(1+(U/V)), dove V velocità di volo e U velocità di uscita dei gas. Come puoi vedere, il rendimento propulsivo è uguale a zero quando l'aereo è fermo (V=0), aumenta con l'aumentare di V fino a diventare massimo nella condizione V=U, che però è irraggiungibile, dato che a queste condizioni la spinta si annullerebbe ( S=m(U-V), dove con m indichiamo il flusso di massa nell'unità di tempo).

Dalla formula del rendimento propulsivo si deduce che i turboreattori puri hanno un basso rendimento a bassa velocità, e danno il meglio di se alle alte velocità. Da qui l'utilizzo dei turbofan ad alto BPR per i velivoli subsonici, in modo da avere un elevato rendimento propulsivo a parità di spinta, oltre ad altri vantaggi.

Paolo

[capitano nemo]

grazie sia da alpha che a jt

devo metabolizzare un attimo queste nozioni

domenico

[fastfreddy]

Oltre al rendimento termico è importante definire il rendimento propulsivo, che è la parte di lavoro utile che viene effettivamente sfruttata per la propulsione.
Il rendimento propulsivo è uguale a 2/(1+(U/V)), dove V velocità di volo e U velocità di uscita dei gas. Come puoi vedere, il rendimento propulsivo è uguale a zero quando l'aereo è fermo (V=0), aumenta con l'aumentare di V fino a diventare massimo nella condizione V=U, che però è irraggiungibile, dato che a queste condizioni la spinta si annullerebbe ( S=m(U-V), dove con m indichiamo il flusso di massa nell'unità di tempo).

Dalla formula del rendimento propulsivo si deduce che i turboreattori puri hanno un basso rendimento a bassa velocità, e danno il meglio di se alle alte velocità. Da qui l'utilizzo dei turbofan ad alto BPR per i velivoli subsonici, in modo da avere un elevato rendimento propulsivo a parità di spinta, oltre ad altri vantaggi.

Paolo

Paolo, mai pensato di insegnare? ...hai una chiarezza e una capacità espositiva veramente ragguardevoli...



fine OT

[tartan]

nemmeno ho finito di rompere le balle in un altro topic e già ne apro uno nuovo perchè ho delle domande da fare

Ora mi faccio questa considerazione, guardandomi allo specchio. La differenza di velocità tra aria che entra ed aria che esce viene influenzata dalla velocità relativa rispetto all'aria, giusto? Collego questo fatto all'informazione che ebbi da uno di voi e cioè che la spinta in decollo rimane costante all'aumentare della velocità per concludere che: al decollo l'influenza che ha la bassa velocità di decollo rispetto alle alte velocità di uscita dei gas è modestissima, praticamente ininfluente. Pertanto la spinta non varia all'aumentare della velocità, perchè siamo nel campo di velocità ininfluenti. Ma se volo a 900 km/h il turbofan dovrebbe fare più fatica ad aumentare la velocità dell'aria che entra, prima di farla uscire, perchè l'aria già entra a velocità elevata.

Io non so chi ti abbia detto che la spinta non varia con la velocità al decollo, però, anche se la variazione non è notevole, se ne tiene conto. Infatti la spinta di decollo puà essere selezionata fino ai 60/80 nodi, poi non deve essere più aggiustata. Quando si usa la spinta ridotta si può ripristinare la spinta di decollo usando la Go-Around che rappresenta il valore della spinta "statica" modificato per effetto della velocità. Le performance di decollo tengono conto della variazione della spinta in funzione della combinazione velocità e quota (lapse rate) a partire dal valore selezionato a 60/80 nodi.

[ocirne]

Salve spero di dare qualche informazione in più , parlo in termini "teorici" piuttosto generali , senza entrare nello specifico
Per quanto riguarda la spinta , l ' espressione per un esoreattore è data da

S = (m*a+ m*f)·Ue - m*a·V +(Pe - Pa)·Ae (1)
con
m*a = portata di aria (kg/s)
m*f = portata di combustibile
Ue = v di efflusso
V = v di volo
Pe = pressione di efflusso
Pa = pressione ambiente
Ae = area di efflusso
dove i termini al secondo membro indicano rispettivamente spinta del getto , resistenza di volo (ram drag) e spinta di pressione
Per un turboreattore in genere la portata di combustibile è trascurabile rispetto a quella di aria entrante (m*f < 2% m*a) quindi la (1) diventa

S = m*a·(Ue - V) + (Pe - Pa)·Ae (2)

per definire la spinta quindi deve essere sempre specificata la velocità di volo ; per V=0 (a punto fisso ) si ottiene la spinta massima, all aumentare della velocità di volo aumenta la portata di aria (a quota costante) m*a = ρ·V·A , ma , dalla (2) (Ue - V ) dimuisce.
Il termine di pressione da contributo se si è in condizioni di saturazione con Pe > Pa , in caso contrario (ugello adattato) il contributo dovuto alla pressione è nullo

Per quanto riguarda il rendimento ,come è stato detto, è possibile definire un rendimento termico (Potenza del getto / potenza dipsonibile )che riguarda l' efficienza del "motore" cioè la capacità di trasformare energia chimica in energia del getto, e un rendimento propulsivo(Potenza prupulsiva / potenza del getto ) che tiene conto di quanta potenza dipsonibile al getto viene effettivamente utilizzata per produrre la spinta ; e infine un rendimento globale che tiene conto dei due precedenti

Spero di esser stato chiaro
ciao alla prossima

[capitano nemo]

tartan, parli arabo, io faccio tutt'altro che essere del mestiere, se mi parli di go around, di 60-80 nodi, di spinta che viene selezionata e poi non va più aggiustata, forse ti capiscono gli addetti ai lavori, io no di sicuro

ocirne
mi sfugge il significato della spinta di pressione, ma è un problema mio