Análisis comparativo del uso de la ecuación de Euler y el estudio aerodinámico en máquinas axiales

摘要

La ecuación que expresa la energía por unidad de masa intercambiada en el rodete de una turbomáquina es la ecuación de Euler. Esta ecuación, incluso con sus restricciones, revela gran parte de lo que sucede en el rodete, y se conoce como su ecuación fundamental. Ahora bien, la ecuación de Euler está basada en el estudio unidimensional del flujo, deforma que se estudia el comportamiento de todo el flujo a través de una línea de corriente representativa del conjunto. Esto es suficientemente válido cuando el flujo de fluido es guiado por un elevado número de alabes, pero introduce fuertes errores cuando el número de alabes es reducido, incorporándose en algunos casos factores de corrección (coeficientes de disminución de trabajo). Por ello se ha generalizado el estudio de ciertas turbomáquinas (principalmente las axiales, tanto hidráulicas, v.g. aerogeneradores, como térmicas) mediante el método aerodinámico, abandonando asi el uso de la ecuación de Euler. El método aerodinámico abandona la hipótesis del método unidimensional en el que se basa la aplicación de la ecuación de Euler. Los alabes no se consideran ya formando conductos, sino que son perfiles de ala inmersos en el flujo. De esta forma, en máquinas con alta velocidad específica, en las cuales la distancia entre los alabes es muy grande, este punto de vista es el único admisible. En este trabajo se evaluará la validez de la ecuación de Euler en turbomáquinas axiales, en las que el estudio aerodinámico resulta más preciso. Se compararán las hipótesis y restricciones establecidas en su aplicación, buscando sus conexiones desde el punto de vista teórico y se tratará de establecer una metodología a seguir.