MR_10_11_01

Vista previa del material en texto

VERSIÓN 1
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS AERONÁUTICOS
Motores de Reacción y Turbinas de Gas 4º (MR)	 31.03.2011
EVALUACIÓN 1
Instrucciones:
 En las preguntas 1 a 16 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.- En el estudio de las necesidades propulsivas de una aeronave. Se estudian las necesidades de empuje T de la aeronave, para las diferentes condiciones de vuelo. Dicho empuje es:
a) El empuje neto
b) El empuje bruto
c) El empuje neto instalado
d) El empuje del motor a un régimen parcial de funcionamiento
2.- En el estudio de las necesidades propulsivas de una aeronave. Se utiliza la siguiente expresión para el empuje T =TSL. ¿ tiene en cuenta?:
a) El régimen del motor
b) Las condiciones de vuelo y el régimen del motor.
c) Las condiciones de vuelo y tipo de motor
d) El tipo de motor exclusivamente
3.- El nivel energía de una aeronave es Ze. ¿Cuál sería la velocidad máxima de dicha aeronave manteniendo su nivel de energía?:
a) 
b) 
c) 
d) 
4.- Se ha seleccionado, para una aeronave y una carga alar dada, un valor TSL/WTO=0.8 mientras las exigencias de despegue para dicha carga alar son de TSL/WTO=0.7 y una distancia de despegue de 2500 m. Esto significa que para dicha carga alar, la distancia mínima de despegue de dicha aeronave será:
a) Superior a 2500 m
b) Igual a 2500 m
c) Inferior a 2500 m
d) Independiente del valor seleccionado de TSL/WTO
5.- La inclusión del tubo de corriente de entrada al motor, como parte de él,:
a) Permite poder independizar el estudio del motor de su localización en el avión a cambio de introducir el concepto de resistencia adicional.
b) Permite poder afirmar que siempre el empuje neto instalado y el empuje neto coinciden
c) Permite introducir el término de resistencia externa en el empuje instalado
d) No introduce ni conceptos ni ventajas nuevas en el estudio del aerorreactor
6. – La resistencia adicional es siempre nula, para un Mach fijo en la sección de entrada al motor, si:
a) El Mach de vuelo coincide con el de la sección de entrada al motor
b) El Mach de vuelo es nulo
c) La diferencia entre el Mach de vuelo y el de entrada al motor es máxima
d) Funciona en banco.
7.- El empuje neto instalado y el empuje neto solo coinciden si se supone que:
a) El fluido que se mueve alrededor del aerorreactor es ideal
b) El fluido que se mueve alrededor del aerorreactor es ideal y la tobera está adaptada
c) La tobera está adaptada
d) Por simplificación que son iguales
8.- El radio de acción de una aeronave es mayor cuanto:
a) Menor sea el consumo específico del motor CE y mayor sea la relación CD/CL
b) Menor sea el consumo específico del motor CE. No depende de las características aerodinámicas de la aeronave.
c) Menor sea el consumo específico del motor CE y mayor sea la relación CL/CD
d) Mayor sea el consumo específico de combustible del motor CE
9.- En un aerorreactor, visto como un sistema en el cual entran un gasto aire G y de combustible c y salen unos productos de la combustión G+c, se cumple que
a) 
El incremento de entalpia de remanso es igual al incremente de energía mecánica, en ejes ligados al aerorreactor, 
b) El incremento de entalpia de remanso es nulo
c) 
El incremento de entalpia de remanso es igual 
d) La entalpía de remanso siempre sube
10.- El rendimiento de combustión representa una medida de:
a) La diferencia entre la entalpía de los productos a combustión completa a temperatura de salida Ts y la de los productos a combustión completa a temperatura ambiente T0
b) La diferencia entre la entalpía de los productos a temperatura de salida Ts y la de los productos a combustión completa a la misma temperatura.
c) Los hidrocarburos no quemados
d) De las pérdidas de calor al exterior del sistema
11.- Una de las consecuencias de que el tiempo característico de combustión sea mucho menor que el de transmisión de calor, al que se asimila, es que:
a) Los aerorreactores son sistemas muy pesados
b) Los aerorreactores son sistemas muy compactos
c) Los aerorreactores tengan limitada la temperatura máxima
d) Desde el punto de vista de tamaño y problemas estructurales, sea conveniente el uso de cambiadores de calor para calentar el fluido de trabajo
Instrucciones:
Las preguntas siguientes, numeradas de 21 a 27, sólo admiten una respuesta numérica.
Escriba y marque, según indican las instrucciones de la hoja de respuestas, la solución correcta. 
En estas preguntas no se puntuará negativamente en caso de fallo.
Se obtendrá un punto por pregunta, si la solución numérica indicada se corresponde con la solución correcta ± 2%. Excepto cuando la solución numérica se corresponda con un hecho teórico; en este caso no se aceptará error alguno; por ejemplo, el rendimiento adiabático de un compresor en una evolución ideal es = 1.
Suponga, para el aire, siempre que no se indique lo contrario, que  = 0 1,4 y R = 287,074 J/kg/K.
La polar parabólica de un avión de combate, con un peso al despegue de 20 toneladas y una superficie alar de 67 m2 es
CD = K1*CL2 + CD0		[K1 = 0,2; CD0 = 0,012]
En la condición de crucero subsónico M0 = 0,7 a = 10000 m [P0 = 26,437 kPa; T0 = 223,2 K]: 
21.- cuánto debe ser la fracción de combustible gastado respecto el peso en despegue, , para que la relación de empuje / peso sea mínima. 0,759
22.- cuánto es la relación empuje /peso mínima. 0,097
23.- Cuanto debe ser la carga alar [en kPa] necesaria para que un avión con CL,max = 1,6 pueda despegar con una velocidad de 90 m/s. [T0 = 288,15 K; P0 = 101,325 kPa] 7,92
24. Cuanto debería ser el empuje necesario, respecto al del caso anterior, (E24/E23) para despegar manteniendo el CL,max pero con = 0,9. 0,9
25.- En las tomas de entradas supersónicas, el efecto de la succión del borde de ataque es despreciable por lo que la resistencia adicional no es compensada de forma alguna. Además, para evitar altas pérdidas de presión de remanso se abren puertas laterales para que el Mach de entrada sea del orden de 0,28. Despreciando la resistencia exterior, cuál sería el empuje instalado [kN] en despegue para un avión cuyos motores ofrecen in empuje de catálogo de 150 kN con un gasto de 100 kg/s. 145,36
26.- Al realizar una prueba de gases de salida a un aerorreactor funcionando con un relación combustible / aire, f, de 0,02, se ha detectado la presencia de 500 ppmv de CO y 500 ppm de hidrocarburo sin quemar HC por segundo. Si el poder calorífico de las reacciones de oxidación del CO y HC, LCO y LHC, es 10,1 MJ/kg y 42 MJ/kg respectivamente, cuanto es el rendimiento de la combustión. 0,9686
Hipótesis: para los cálculos suponga que todo está a la temperatura de referencia y que la masa molar media de los productos es igual a la del aire. 
NOTA: ppmv significa partes por millón en volúmenes; o sea, fracciones molares / 10-6
ppm significa pastes por millón en masa; o sea fracciones másicas / 10-6
Se recuerda que las fracciones másicas = las fracciones molares x la masa molar del componente / masa molar media.
27.- En el ejercicio anterior, cuánto sería el Índice de Emisión de CO. 24,67
1
2
e
gZ
2
g
22
0
()
22
s
VV
GcG
+-
0
()()()
pccspcc
GcHTHT
éù
+-
ëû
e
Z
2
e
Z
g