Mezclador de escape

Componente del motor de turbofán

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

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

Beneficios

Mezclador del 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, se reduce la temperatura del escape, lo que contribuye a la reducción general de la firma térmica de la aeronave. Este atributo es fundamental en las aeronaves militares en las que se utilizan armas de detección térmica o de búsqueda de calor , en particular las aeronaves furtivas . ^[1]

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

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  El Trent 700 , que propulsa al Airbus A330 , tiene un conjunto de boquillas común que mezcla los flujos frío y caliente. ^[2]
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  El PW4000 tiene boquillas de escape separadas .
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  Escape trasero con forma de hendidura Northrop Tacit Blue

Tipos de mezcladores

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

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

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

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

Algunos turbofán de alta relación de derivación (por ejemplo, los civiles) ahora cuentan con un mezclador, lo que tiene la ventaja de una pequeña ganancia de empuje, lo que mejora el consumo específico de combustible. Aunque el proceso de mezcla no es minucioso, también hay un beneficio en cuanto al ruido del motor.

Véase también

• Chevron (aeronáutica)
• QTOL

Referencias

1. https://understandingairplanes.com/Stealth-Airplane-Design.pdf ^{[ URL básica del PDF ]}
2. Manual de formación técnica de Lufthansa, Airbus A330, motor ATA71-80 RR Trent 700, página 30

Enlaces externos

• [1]