Analysis of a radial turbine extrapolation model applied to the thermal study and energy balance

Abstract

[ES] Este trabajo tiene como objetivo general analizar el impacto del proceso de intercambio de calor en el turbocompresor teniendo en cuenta la perdida de calor por la turbina, el cuerpo central y el compresor. Varios turbos y test son generados para tener una información que posibilite la incersión de un modelo dedicado a predecir el valor de perdida de calor de un turbo dependiendo de su punto de funcionamiento. Para el modelo es relevante conocer el mapa fluidodínamico de la turbina y del compresor. Con esta información es posible modelar cualquier ponto de funcionamiento del turbo independientemente de los puntos medidos experimentalemente gracias a la estrapolación e interpolación de las curvas de ambos mapas donde se relacionen parametros como la relación de expasión y gasto, por el lado de la turbina y de la relación de compresión y gasto másico por el lado del compresor. Se realizan tres test por cada turbo que se carecteriza en el banco de turbos especialmente adaptado para éste trabajo. En primer lugar eñl turbo se aisla térmicamente y se efectua un ensayo adiabatico y no adiabatico. luego se realiza un tercer ensayo donde se expone directamente al ambiente sin considerar un ensayo adiabatico. Ésta estrategia conlleva a determinar qué elementos pueden ser benefactores sobre el rendimiento de la turbina y el compresor.

[EN] The general objective of this work is to analyze the impact of the heat exchange process on the turbocharger taking into account the heat loss by the turbine, the central body and the compressor. Several turbos and tests are generated to have information that allows the incersión of a model dedicated to predict the value of heat loss of a turbo depending on its point of operation. For the model, it is important to know the fluid-dynamical map of the turbine and the compressor. With this information it is possible to model any point of turbo operation independently of the points measured experimentally thanks to the interpolation and interpolation of the curves of both maps where parameters such as the relation of expansion and expense are related, on the side of the turbine and the compression ratio and mass expense on the compressor side. Three tests are carried out for each turbo that is characterized in the bank of turbos specially adapted for this work. In the first place, the turbo is thermally insulated and an adiabatic and not adiabatic test is carried out. Then a third test is performed where it is exposed directly to the environment without considering an adiabatical test. This strategy leads to determine what elements can be benefactors on the performance of the turbine and the compressor.