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Versión 1 1 ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA AERONÁUTICA Y DE ESPACIO Aerorreactores (4ºCTA) 15.01.2015 EXAMEN FINAL Instrucciones: En las preguntas 1 a 15 numeradas a continuación. Sólo existe una respuesta cierta. Marque en la hoja de respuestas la solución en la casilla correspondiente al número de la pregunta. Cada respuesta acertada valdrá un punto. Los errores puntúan negativamente (-0,5 puntos). 1. Exceso de potencia específica nula de una aeronave significa: a. Su nivel de energía está subiendo b. El empuje es igual a la resistencia c. Que puede subir su altura de vuelo y velocidad de vuelo libremente d. Que no dispone de combustible 2. El exceso de potencia específica: a. Sube con el factor de carga b. Baja con el factor de carga c. Sube siempre que el nivel de energía se mantenga constante d. No se ve afectado por el factor de carga 3. Para el despegue (T>>D), con una velocidad y carrera de despegue dadas, un avión necesita un T/W de 0,3 para un día dado. Si manteniendo la velocidad y carrera de despegue, así como la presión ambiente y peso del avión, se produjese un aumento de la temperatura ambiente T0, el T/W necesario para realizar el despegue sería a. Mayor que 0.3 b. Menor que 0.3 c. Igual a 0.3 d. No se sabe 4. En la aplicación de la ecuación de la energía en forma integral al motor de reacción considerado como un sistema global, el término debido transmisión de calor es despreciable porque: a. El número de Prandtl es aproximadamente igual a la unidad b. El número de Reynolds es orden unidad. c. El número de Reynolds es muy grande d. El producto Reynolds*Prandtl es muy grande (RePr>>1) 5. De un motor se conocen su rendimiento motor, ηM=0.4 y de propulsión, ηP=0.6. ¿Cuáles serían las pérdidas de potencia mecánica neta debida a la energía cinética de los gases de escape respecto a la potencia calorífica recibida cL, si ηq=1. a. 14 % b. 7 % c. 10 % d. 12 % Versión 1 2 6. Se dispone de un aerorreactor, funcionando con queroseno (fest=0.07, L=43 MJ/kg) y según un ciclo ideal. ¿Cuánto valdría la máxima potencia mecánica neta específica obtenible, si no existiese ninguna limitación sobre la presión de funcionamiento? a. 2.8 MJ/kg b. 28 MJ/kg c. 3.01 MJ/kg d. 30.1 MJ/kg 7. La existencia de monóxido de carbono CO en los productos es una medida de a. El rendimiento de propulsión b. El rendimiento de combustión c. El consumo de combustible d. El empuje del motor 8. Un turborreactor de flujo único, con un rendimiento de propulsión de 0.45, se ha transformado en un turbofán optimizado. ¿Cuál sería la potencia disponible, supuesto ciclo ideal, en el eje del fan expresada en tanto por cien respecto a la total disponible GVtb2/2? a. 56% b. 88% c. 92% d. 34% 9. Se dispone de dos turborreactores de flujo único, el A con VS/V0=2 y el B con Vs/V0=4 a transformar en turbohélices optimizados. ¿En dicha transformación, supuesto ciclo ideal, en cuál de ellos habría que extraer más potencia para mover la hélice relativa a la disponible en la expansión, (Ph/G)/(1/2 Vtb2)? a. En el A b. En el B c. En ambos habría que extraer la misma d. No se sabe 10. Se dispone de los datos de presión y temperatura de remanso en la entrada así como del gasto en una turbina funcionando en banco de pruebas y en condiciones críticas (G=50 kg/s, T=1400 K, P=2000 kPa). ¿Qué gasto pasaría por la turbina si se cambia su punto de funcionamiento a una T=1200 K y P=1500 kPa?. Supóngase que la turbina sigue funcionando en condiciones críticas. a. 50.00 kg/s b. 40.50 kg/s c. 43.50 kg/s d. 52.12 kg/s 11. Se dispone de un banco de compresores, dotado de unos hilos fijos por uno de sus extremos a la pared de la de entrada al compresor. Dichos hilos tratan de seguir las líneas de corriente y en condiciones normales de funcionamiento del compresor tenderán a ser absorbidos. Para vueltas constantes y gastos pequeños dichos hilos pueden oscilar a frecuencias bajas, el extremo libre oscila saliendo y entrando en el compresor. Cuando esto ocurre se puede decir que a. El compresor ha entrado en pérdida rotatoria b. El compresor ha entrado en surge c. Las vueltas del compresor son muy bajas d. La presión de remanso de descarga es muy baja Versión 1 3 12. En una tobera convergente funcionando en condiciones críticas la relación de expansión P5t/PS es a. Es mayor cuanto mayor es la presión de remanso a la entrada P5t b. Es constante c. Dependiente del área de la garganta A8 d. Es mayor cuanto mayor sea su parámetro de gasto 13. Se dispone de un turborreactor de flujo único funcionando en banco y provisto de una tobera convergente divergente, con Agarganta=conste y Asalida variable, funcionando en condiciones críticas. En dichas condiciones, las soluciones sobre el mapa del compresor forman a. Una familia de curvas b. Una única curva c. Una familia de curvas con gasto constante d. Un único punto de funcionamiento 14. Cuando en un turborreactor de flujo único funcionando con tobera crítica, y T4t/T2t constante, se aumenta el área de la garganta a. La relación de presiones del compresor baja b. El parámetro de gasto de la tobera sube c. El parámetro de gasto del compresor sube d. No se sabe qué pasara con la relación de presiones del comptesor 15. La máxima EPR de un turborreactor de empuje constante e igual a 80 kN es 3.0 para unas condiciones ambiente P0 y T0 dadas. Si manteniendo constante la T0 sube la presión ambiente P0, la nueva EPR será a. Igual b. Menor c. Mayor d. No se sabe Aerorreactores (4ºCTA) 15.01.2015
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