Estudio experimental del comportamiento dinamico del fluido en turbinas centrípetas

Abstract

Este trabajo se dedica a comprender el comportamiento del aire en una turbina centrípeta utilizada comunmente en la industria automotriz para la sobrealiemntación de motores diesel o gasolina. Los sistemas de sobrealimentación de motores ayudan a mejorar las prestaciones. El sistema de sobrealimentación mejorado ayuda a ser mas eficientes a los motores. No sólo la industria automotriz se puede beneficiar de la mejora de éste sistema, sino también, la industria de la aviación y la naviera. Para mejorar el sistema de sobrealimentación, comprendido por un compresor y una turbina centrípeta unidos por un eje, puede ser realizado mediante mejoras en el comportamiento dínamico del aire en el interior de los mecanismos tanto moviles como fijos. Éste trabajo trata de mejorar las prestaciones dinámicas del flujo en ambas partes centrando el estudio e el canal de la voluta y los canales de los álabes móviles de estator de una turbina centripeta. Para caracteriar el flujo experimentalemente se utiliza una turbina a escala para poder alvergar todos los sensores de medida posibles. los sensores utilizados son de presión, de temperatura y de dirección del flujo. En este trabajo se presenta un estudio paramétrico para determinar las condiciones de contorno que debe tener la maqueta para ser representativa de un modelo de turbo real.

This work is dedicated to understanding the behavior of the air in a centripetal turbine commonly used in the automotive industry for turbocharging diesel or gasoline engines. Engine turbocharging systems help improve performance. The improved this system helps the engines become more efficient. Not only the automotive industry can benefit from the improvement of this system, but also, the aviation industry and the shipping company. To improve the turbocharging system, comprised of a centrifugal compressor and a centripetal turbine connected by an shaft, it can be realized by improvements in the air behavior of the air inside the mobile and fixed mechanisms. This work tries to improve the dynamic performance of the flow in both parts focusing the study of the volute channel and the channels of the stator vanes of a centripetal turbine. To characterize the flow experimentally a scale turbine is used to find all the possible measurement sensors. The sensors used are pressure, temperature and flow direction measurement. In this work a parametric study is presented to determine the boundary conditions that the model must have to be representative of a real turbo model.