Difusor de geometría variable para un compresor centrífugo de aire.

Abstract

El presente trabajo aborda el dominio de flujo y velocidad de rotación con que puede operar un compresor centrífugo de aire, cuya geometría es determinada por un punto de diseño. Para flujos y velocidades fuera de este punto, se compromete el desempeño y la eficiencia en un dominio finito de flujo. Se buscó mejorar el mapa de desempeño del compresor NASA CC3 desarrollando un difusor de geometría variable. Se identificó la oportunidad de modificar al área de la garganta del difusor para incrementar el rango de flujo másico, mejorando la eficiencia en puntos fuera del de diseño. Dicho rango tiene como límite superior el flujo de crítico donde alcanza la velocidad del sonido. Investigaciones han identificado una dependencia de la eficiencia politrópica con el flujo crítico, el cual es función del área de la garganta del difusor. Se desarrolló un algoritmo para calcular los estados del flujo en compresor. De esta forma se computó el mapa de desempeño original del compresor y el mapa de desempeño que puede desarrollarse con variaciones en el área de la garganta del difusor, manteniendo el emparejamiento entre flujos críticos en el impulsor y difusor. El nuevo mapa de desempeño muestra una considerable mejora en el dominio de flujo donde puede operar el compresor CC3, mejorando cuantificaciones de desempeño y eficiencia. Se propuso un mecanismo de dos grados de libertad para posicionar angular y radialmente las paredes del canal del difusor. El nuevo posicionamiento modifica el área de la garganta para alcanzar el mapa de desempeño calculado.