Análisis del comportamiento de turbinas radiales de tipo "twin"

Abstract

[ES] La automoción es uno de los sectores más innovadores de los últimos 50 años, yentre muchas de estas innovaciones encontramos la sobrealimentación. Las ventajas deesta técnica sobre el vehículo son evidentes y conocidas, y así quedará demostrado en el trabajo aquí presentado. La forma más extendida de sobrealimentar nuestro motor, es mediante un turbo-grupo, que por medio de una turbina centrípeta transforma la entalpía de los gases de escape en trabajo que trasmitiremos, a través de un eje, al compresor. Esta turbina puede tomar diferentes configuraciones, pero la que aquí traemos para someter a análisis es la conocida como turbina twin, turbina dividida o turbina de entrada múltiple.El resultado de su uso es similar al de un convertidor de impulsos, pues los flujos de escape provenientes de los cilindros se unen en el interior de la turbina. Mediante el uso de ensayos experimentales y estudios CFD en Star-CCM+, analizaremos el comportamiento de la turbina. Comparando, finalmente, este comportamiento con los resultados obtenidos a partir de un modelo 1D que simula la conducta de la turbina twin. Este modelo 1D dispone una serie de coeficientes y serán estos los quesometeremos a estudio con la ayuda, como ya hemos dicho, tanto de experimentaci ón,como de resultados CFD.

[CA] La automoció és un dels sectors més innovadors dels últims 50 anys, i entre moltes d’aquestes innovacions es troba la sobrealimentació. Els avantatges d’aquesta tècnica en el vehicle són evidents i conegudes, i aixina quedarà demostrat en el treball ací presentat. La forma mé estesa de sobrealimentar el nostre motor, és mitjançant un turbogrup,que per mitjà d’una turbina centrípeta tranforma l’entalpia dels gasos de fuga en treballque transmetrem, a través d’un eix, al compressor. Esta turbina pot prendre diferents configuracions, però la que ací portem per a sotmetre a anàlisi ́es la coneguda com a turbina twin, turbina dividida o turbina amb entrada múltiple. El resultat del seu ́uses similar al d’un convertidor d’impulsos, doncs els fluxos de fuga que provenen dels cilindres s’ajunten a l’interior de la turbina. Mitjançant l’ús d’assatjos experimentals i estudis CFD en Star-CCM+, analitzarem el comportament de la turbina. Comparant, finalment, aquest comportament amb els resultats obtinguts a partir d’un model 1D que simula la conducta de la turbina twin. Aquest model 1D disposa una serie de coeficients i seràn estos coeficients els que sotmetrem a estudi amb l’ajuda, com ja hem indicat, tant d’experimentació com deresultats CFD.

[EN] The automotive is the on of the most innovative sector of last 50 years, between lots of innovations we find the air overfeeding through turbocharger. The advantage of this technique on the vehicle are obvious and good known by the sector workers, and these facts will be demonstrated in this work.The most extended manner of air overfeeding of our engine is through a turbocharger, by means of a centripetal turbine transforms the enthalpy of the exhaust gasesin useful work, through a shaft, to the compresor. These turbines can take different configurations, but what we are analyzing here is the turbine known astwin, divided turbine or multiple input turbine. The utilization of this turbine is close to the behaviour of a pulse converter, because the exhaust flux comes from the cylinders and these fluxes join inside the turbine. By means of using experimental test and CFD studies by Star-CCM+, we will analyze the behaviour of the turbine. Finally, we compare this behaviour with theresults obtained from de 1D model that simulates the conduct of the twin turbine.This 1D model has a serie of coefficients and will be this coefficients the ones that we will study with the help, as we have said yet, both of experimentation test and CFD results.