Simulación CFD de la etapa de turbinado de un motor a reacción

Abstract

Este trabajo tiene como objetivo el estudio del comportamiento de la turbina en un motor de reacción. Para ello, se simula una etapa de turbina en dos dimensiones utilizando técnicas CFD y se pretende analizar la validez y el sentido físico de los resultados, es decir, hasta qué punto se obtienen resultados aceptables mediante las técnicas disponibles de dinámica de fluidos computacional. Se estudiará la respuesta del modelo propuesto a condiciones de trabajo diferentes para confeccionar el mapa de la turbina y valorar las eficiencias que se consiguen. El texto se divide en tres grandes bloques. Se empieza asentando las bases teóricas necesarias para comprender el funcionamiento de la turbina de gas y sus diferentes etapas, centrándose finalmente en la etapa de turbina, la cual será el caso de estudio. Posteriormente se creará la geometría, detallando las herramientas utilizadas y el punto de partida para llegar a un modelo aceptable. Se mallará también la superficie de control creada y se verán los diferentes pasos seguidos para crear una malla adecuada y dejar a punto el modelo para la simulación. Finalmente, se introducirán las bases del CFD y se detallará el proceso de simulación, donde se escogerán los modelos utilizados, el proceso y las herramientas para configurar la simulación numérica. Con los resultados obtenidos se ha realizado el mapa de turbina y eficiencias, para valorar la semejanza con modelos reales. Las limitaciones y posibles mejoras se explican también al final.