A los turbocompresores modernos se les pide óptimo rendimiento, óptima utilización de los materiales y óptima capacidad de adaptación en amplias zonas de funcionamiento, todo lo cual exige entre otras cosas investigación del comportamiento del turbocompresor en la zona próxima o superior a la velocidad del sonido. Se ha progresado mucho en la investigación teórica del flujo a través de un compresor en la hipótesis de fluido ideal y en la investigación experimental del flujo a través de los turbocompresores axiales en perfiles aislados, en enrejados, capa límite, corrientes secundarias y comportamiento a cargas parciales. Para ampliar la zona de funcionamiento estable de los turbocompresores se utilizan hoy día no sólo directrices orientables, sino también álabes móviles orientables.
Con el turbocompresor supersónico se consigue reducir el peso y volumen del compresor a un mínimo, utilizando velocidades circunferenciales del orden de los 420 m/seg. Si entonces la velocidad relativa del fluido en el rodete es supersónica se denomina dicho escalonamiento supersónico, o también si la velocidad absoluta en la corona fija excede la velocidad del sonido. También se han conseguido relaciones de compresión muy elevadas, disminuyendo así la dimensión axial de la máquina al reducirse el número de escalonamientos; con él se pueden obtener grandes caudales, pero con rendimientos bajos, a causa de la pérdida de presión total, que tiene lugar a través de la onda de choque. El diseño de un turbocompresor supersónico es delicado por las pérdidas y desprendimientos de la
corriente asociadas con la onda de choque.
Hay tres formas de diseñar un escalonamiento supersónico de turbocompresor:
a) Corona móvil supersónica y corona fija subsónica
b) Corona móvil subsónica y corona fija supersónica
c) Corona móvil y fija supersónicas.
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