Estudio del balance energético para un turbocompresor de automoción

Abstract

[ES] Se pretende evaluar y cuantificar los flujos de calor a través de los diferentes elementos del turbogrupo una vez aislado. Para ello se procederá a elaborar un estudio del balance energético específico. La situación actual de exigencia y rigurosidad de los fabricantes hace necesaria una caracterización del turbocompresor lo más acertada posible. Para ello se hace necesario un acercamiento más exhaustivo a un modelo adiabático para así poder realizar las mediciones con baja incertidumbre y conseguir así mejorar dicha caracterización. El turbocompresor se dispone acoplado a tubos homologados en la entrada y salida de compresor y turbina. Estos tubos y el propio turbocompresor se proceden a cubrir con tres capas de aislante con el obvio fin de evitar transferencia de calor al entorno, pero ocurre que éste asilamiento nunca será del todo efectivo. Se llevará a cabo el estudio del balance energético en cada uno de los cuatro ensayos que se realizaron: estacionario cuasi adiabático, estacionario caliente, pulsante cuasi adiabático y pulsante caliente. Para éste estudio va a ser necesaria una geometría aproximada de los tubos homologados, dimensiones del propio turbocompresor y las conductividades de sus distintas partes o nodos y una distribución de temperaturas en el volumen de control; con todos estos datos será posible realizar transmisiones de calor. Las irregularidades geométricas asociadas al proceso de aislado harán necesaria una simplificación a la hora de cuantificar esas dimensiones; además se recurrirá a una estimación de un coeficiente de película o convectivo por la naturaleza arbitraria de las condiciones en la sala. Es por ello que éste estudio será aproximado; aun así nos permitirá bajar la incertidumbre de medida en un porcentaje considerable, mejorando la caracterización. Elaborar un estudio del turbocompresor en condiciones adiabáticas tiene como principal objetivo disponer de una referencia de su comportamiento en dichas condiciones, permitiendo así al fabricante evaluar qué respuesta tiene el turbocompresor en ambientes cotidianos o extremos. Este estudio servirá como apoyo al proyecto global del estudio completo de un turbocompresor Borg Warner destinado al motor Renault R9M, donde se calcularan todos los parámetros de funcionamiento de los mismos, consiguiendo como finalidad acoplarlos al futuro motor donde trabajará.