Construir o diagrama de velocidades para um estágio de compressor de fluxo axial

ETAPA 1

Passo 2: Construir o diagrama de velocidades para um estágio de compressor de fluxo axial.

Em cada estágio do compressor axial, a elevação de pressão é bem pequena devido aos limites de difusão impostos. Esses limites devem-se ao fato de o processo de difusão estar sujeito a um gradiente adverso de pressão, que pode causar descolamento e fluxo reverso quando o compressor estiver operando fora das condições de projeto.

 Dessa forma, os compressores axiais possuem vários estágios para garantir uma maior razão de pressão. A Figura abaixo mostra o diagrama dos vetores de velocidades através dos estágios. No caso da turbina a gás, os compressores axiais normalmente possuem entre 8 e 16 estágios.

                                          [pic 1]

Diagrama de velocidades nos estágios de um compressor axial.

Passo 3: Determinar a forma do rotor e do estator de um compressor.

O compressor axial é um compressor dinâmico formado por um ou mais estágios de compressão, sendo cada estágio composto por um par rotor/estator, onde o fluido de trabalho escoa paralelo ao eixo do rotor. O estator é formado por palhetas estacionárias, enquanto o rotor é envolvido por uma série de palhetas móveis.

O ar, fluido de trabalho admitido no compressor, é acelerado pelo rotor e desacelerado pelo estator, onde a energia cinética é convertida em entalpia com conseqüente ganho de pressão estática. Este processo é repetido em outros estágios até que a razão de pressão desejada seja alcançada.

                                           [pic 2]

Variação do diâmetro do compressor.

Passo 4: Fazer um resumo em papel A4, contendo os nomes e RAs dos alunos, a série, a disciplina, a data e o nome do professor.

Ar a 101,3 kPa e 288 K entra num estágio de um compressor de fluxo axial com uma velocidade de 170 m/s. O rotor tem um diâmetro de 66 cm até a ponta das palhetas (“tip diameter”) e de 45,7 cm até a base das palhetas (“hub diameter”) e uma rotação a 8.000 rpm. O ar entra no rotor e deixa o estator em direção axial, com o mesmo valor de velocidade e raio na entrada e na saída. O ar sofre um giro 15° quando passa pelo rotor. O ar entra e sai das palhetas em ângulo igual ao das palhetas.

Resumo dos dados: Compressor Fluxo Axial: P = 101,3 KPa T = 288K V = 170m/s. Rotor: de = 0,66m di = 45,7m n = 8.000rpm Estator: = 15°

1. Construir o diagrama de velocidade para esse estágio;

1. Determinar a forma do rotor e do estator (ângulo das palhetas);

1. Calcular o fluxo mássico;

1. Calcular a potência requerida no estagio, o aumento da pressão de estagnação, supondo um processo isentrópico ideal;

1. O número de Mach na entrada e saída;

1. O grau de reação do estágio;