>	restart:#"m17_p47"

Un turbohélice que vuela a 450 km/h toma 10 kg/s de aire ambiente a 263 K y 70 kPa, a través de un difusor isoentrópico, pasando luego al compresor, de relación de presiones totales igual a 8 y rendimiento isoentrópico del 85%. En la cámara de combustión la pérdida de presión total es despreciable, y la temperatura total de salida 1100 K. Una primera turbina, de rendimiento isoentrópico del 85%, se encarga de mover el compresor, y una segunda turbina, de rendimiento isoentrópico del 90%, se encarga de mover la hélice. La relación de presiones totales del conjunto es de 7, saliendo los gases a través de una tobera de rendimiento isoentrópico del 95%. Se pide:

Diagrama T-s de la evolución.

Temperatura y presión totales a la salida del compresor.

Temperatura y presión totales a la salida de la primera turbina.

Potencia al eje.

Temperatura y velocidad a la salida de la tobera.

Generación de entropía en el proceso, asimilando la cámara de combustión a una fuente térmiva a 1800 K.

>	read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc):

>	su:="Aire":dat:=[v0=(450/3.6)*m_/s_,m=10*kg_/s_,T0=263*K_,p0=70e3*Pa_,A1=0.09*m_^2,p2t_p1t=8,eta12=0.85,T3t=1100*K_,eta34=0.85,eta45=0.9,p3t_p5t=7,eta56=0.95,Tcc=1800*K_];

Eqs. const.:

>	dat:=op(dat),get_gas_data(su),Const,SI2,SI1:

a) Diagrama T-s de la evolución.

b) Temperatura y presión totales a la salida del compresor.

En ejes móvikes, y con difusor isoentrópico:

>	T0t:=T0+v0^2/(2*c[p]);T0t_:=subs(dat,%);p0t:='p0*(T0t/T0)^(gamma/(gamma-1))';p0t_:=evalf(subs(dat,%));T1t:='T0t';p1t:='p0t';p2t:='p1t*p2t_p1t';p2t_:=subs(dat,%);T2t:='T1t*(1+(p2t_p1t^((gamma-1)/gamma)-1)/eta12)';T2t_:=evalf(subs(dat,%));

c) Temperatura y presión totales a la salida de la primera turbina.

Primera turbina sólo para el compresor.

>	wT1=wC;p3t:='p2t';T4t:=T3t-(T2t-T1t);T4t_:=subs(dat,%);p4t:='p3t*(1+((T4t/T3t-1))/eta34)^(gamma/(gamma-1))';p4t_:=evalf(subs(dat,%));

d) Potencia al eje.

>	Wdot:='m*c[p]*(T4t-T5t)';p5t:='p3t/p3t_p5t';p5t_:=subs(dat,%);T5t:='T4t*(1+eta45*((p5t/p4t)^((gamma-1)/gamma)-1))';T5t_:=evalf(subs(dat,%));Wdot_:=evalf(subs(dat,Wdot));

e) Temperatura y velocidad a la salida de la tobera.

>	p6:=p0;T6:='T5t*(1+eta56*((p6/p5t)^((gamma-1)/gamma)-1))';T6_:=evalf(subs(dat,%));;T6t:='T5t';v6:='sqrt(2*c[p]*(T6t-T6))';v6_:=evalf(subs(dat,%));

f) Generación de entropía en el proceso, asimilando la cámara de combustión a una fuente térmiva a 1800 K.

>	Sgen:=m*(s6-s0)-Qcc/Tcc;Sgen:='m*c[p]*ln(T6/T0)-m*c[p]*(T3t-T2t)/Tcc';Sgen_:=subs(dat,evalf(subs(dat,%)));

>