Mezclador de escape

Componente del motor turbofan

Mezclador de escape de un motor JT8D de un Boeing 737-200

En la aviación, un mezclador de escape es una característica de muchos motores turbofan , donde el aire de derivación más lento y frío se mezcla con gases de escape centrales más rápidos y calientes , antes de escapar a presión atmosférica a través de una boquilla propulsora común (de flujo mixto) .

Beneficios

Mezclador de kit de silencio en el turborreactor General Electric CJ805 de un Convair 880

El mezclador reduce la velocidad del aire que sale del núcleo y, en consecuencia, reduce la cantidad de ruido producido. Además, la temperatura del escape se reduce, lo que contribuye a la reducción general de la firma térmica del avión. Este atributo es fundamental en aeronaves militares donde se utilizan armas de detección térmica o de búsqueda de calor .

Idealmente, un mezclador también representa un beneficio de rendimiento al aumentar el empuje. El empuje de escape de un motor a reacción es igual al flujo másico de escape multiplicado por la velocidad de escape, es decir, Empuje = ṁv , mientras que la energía para generar ese empuje viene dada por Energía = 1/2 mv ² . Un mezclador ayuda a reducir las velocidades de escape más rápidas desde el núcleo del motor, al tiempo que aumenta la velocidad de escape promedio, produciendo más empuje con la misma energía.

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  El Trent 700 que propulsa el Airbus A330 tiene un conjunto de boquilla común que mezcla los flujos frío y caliente. ^[1]
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  El PW4000 tiene boquillas de escape separadas.

Tipos de mezcladores

Helicóptero Apache AH-64, con mezclador de escape para reducir la señal IR

• Anular: las corrientes de derivación y núcleo se juntan coanularmente, y la mezcla se logra mediante el efecto de cizallamiento en la interfaz de la corriente.
• Forzado: los conductos fríos y calientes, entrelazados, obligan a las dos corrientes a mezclarse.

La eficiencia de la mezcla se define de varias maneras, pero simplemente compara la ganancia de empuje real (debido a la mezcla) con la del caso ideal. Los mezcladores anulares tienen una baja pérdida de presión , pero una baja eficiencia de mezcla. Los mezcladores forzados pueden tener una alta eficiencia de mezclado, pero esto se ve compensado por una alta pérdida de presión.

Los mezcladores son extremadamente comunes en los turbofan militares, ya que se evitan los largos tubos de escape coaxiales (es decir, frío y calor). La postcombustión , con la boquilla de área variable asociada, también es más fácil de acomodar.

Algunos turbofan con alta relación de derivación (por ejemplo, los civiles) cuentan ahora con un mezclador, cuya ventaja es una pequeña ganancia de empuje, que mejora el consumo específico de combustible. Aunque el proceso de mezcla no es completo, también hay un beneficio en el ruido del chorro.

Ver también

• Chevron (aeronáutica)

Referencias

1. Formación técnica de Lufthans, Manual de formación Airbus A330, motor ATA71-80 RR Trent 700, página 30

• http://www.fluent.com/solutions/examples/x178.htm