Relación de cubo

Se define como la relación entre el radio de la base y el radio de la punta del álabe:

Coeficiente de caudal o de flujo .-

Está relacionado con el tamaño de la máquina para un gasto másico G dado y se define por la expresión:

COEFICIENTES DE DISEÑO DE UN TURBOCOMPRESOR AXIAL

Coeficiente de carga .- El coeficiente de carga o de presión Y de un escalonamiento, referido a la punta del álabe, expresa la capacidad de trabajo Tu por unidad de masa desarrollado por el escalonamiento; se define como:

En las turbinas estacionarias

En las turbinas estacionarias, (sus velocidades periféricas son más reducidas), se utiliza un turbocompresor axial de (s = 1) porque para una misma velocidad periférica u se alcanza una mayor presión en el escalonamiento, y al mismo tiempo se consigue un compresor más estable.
Comparando entre sí los tipos de escalonamientos representados en la Fig VI.8, vamos a considerar las siguientes situaciones:
a) Supongamos en primer lugar que en ambos son iguales u y ca así como el ángulo de desviación (b1 - b2). En este caso la presión para (s = 1) es mayor que para (s = 0,5) puesto que en este último la diferencia (cotg b1 - cotg b2) es menor que en el primero, ya que del triángulo de velocidades se deduce que:

b) Si suponemos u y ca iguales, así como (cotgb1 - cotg b2) las presiones creadas por los escalonamientos también son iguales, mientras que (b1 - b2) será mayor en el caso de (s = 0,5) por lo que las pérdidas de ordinario serán también mayores y la estabilidad de funcionamiento del compresor será menor.

GRADO DE REACCIÓN DE UN TURBOCOMPRESOR AXIAL (III)

En general, la gama más utilizada hasta el presente en los grados de reacción de los turbocompresores axiales ha sido la de, 0,4 a 1, y también algunas veces el grado de reacción mayor que 1.
Dentro de esta gama se encuentran los tres tipos de escalonamientos correspondientes a los triángulos de velocidades de la Fig VI.8 que constituyen una clasificación que ha sido muy empleada, en los que, c3 = c1.
a) Escalonamiento simétrico: s = 0,5 ; a1 < 90º ; b2 < 90º, Fig VI.8a. b) Escalonamiento sin rotación (a la entrada): 0,5 < s < 1 ; a1 = 90º ; b2 < 90º, Fig VI.8b. c) Escalonamiento con contrarrotación (a la entrada): s > 1; a1 > 90º ; b2 < 90º, Fig VI.8; este tipo de escalonamiento se diseña para una salida del rodete axial, a2 = 90º.
El escalonamiento de (s= 0,5) se llama escalonamiento simétrico, porque la corona móvil se obtiene de la corona fija por medio de una simetría. No se debe confundir el escalonamiento simétrico con el escalonamiento de álabes simétricos, muy utilizados estos últimos en las turbinas térmicas de acción.
Los turbocompresores axiales de turbina de gas de aviación se caracterizan por tener grandes velocidades periféricas, y se utiliza el turbocompresor axial de (s = 0,5) que tiene la ventaja constructiva de utilizar el mismo perfil de álabe para la corona móvil y la corona fija, pudiendo realizar una compresión
más uniforme.

GRADO DE REACCIÓN DE UN TURBOCOMPRESOR AXIAL (II)

Para cada uno de estos cinco casos se han trazado los triángulos de velocidades y al pie de ellos los esquemas de la corona móvil y fija, siendo éstas la disposiciones más corrientes.
También es posible colocar la corona fija (estator) antes de la móvil.
A fin de establecer mejor la comparación, en los cinco casos se ha mantenido la misma velocidad periférica u, así como el mismo Dcu y, por tanto, el trabajo absorbido en todos los escalonamientos de la Fig VI.7, (u Dcu) es el mismo; el valor, c1a = c2a = ca, es igual también en todos los triángulos.
El grado de reacción (s = 0) correspondiente al escalonamiento puro de acción y el grado de reacción (s < 0) se utilizan a veces donde es posible la instalación de un difusor del compresor para la transformación de energía, por ejemplo, en los exhaustores.

El grado de reacción (s= 1) corresponde al escalonamiento puro de reacción.
En general, la gama más utilizada hasta el presente en los grados de reacción de los turbocompresores axiales ha sido la de, 0,4 a 1, y también algunas veces el grado de reacción mayor que 1.

GRADO DE REACCIÓN DE UN TURBOCOMPRESOR AXIAL

Si seguimos manteniendo la teoría unidimensional (r = Cte) el grado de reacción de un turbocompresor axial se puede definir utilizando la misma ecuación que define el grado de reacción de las turbinas hidráulicas, es decir:

donde los subíndices se refieren a las secciones indicadas en la Fig VI.2 que corresponde a un escalonamiento con grado de reacción: 0,5 < s < 1. El grado de reacción de un turbocompresor axial puede tener un valor cualquiera comprendido entre 0 y 1 e incluso tomar valores menores que 0 y mayores que 1. Todos estos valores pueden realizarse con una corona móvil, y una corona fija, que en el caso general, puede disponerse antes o después de la corona móvil. En la Fig VI.7 se presentan cinco casos en que s toma sucesivamente los valores: s < 0 ; s = 0 ; 0 < s < 1, habiendo tomado, s = 0,5 ; s = 1 y s > 1