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Exergy Analysis of a Turbofan Engine
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia::Engenharia Aeronáutica | por |
| dc.contributor.advisor | Brojo, Francisco Miguel Ribeiro Proença | |
| dc.contributor.author | Paulo, Diogo Neves Morais | |
| dc.date.accessioned | 2020-01-16T16:46:13Z | |
| dc.date.available | 2020-01-16T16:46:13Z | |
| dc.date.issued | 2018-01-25 | |
| dc.date.submitted | 2017-12-15 | |
| dc.description.abstract | In this thesis, exergetic methodology is applied to a high bypass turbofan engine at cruise flight phase. Exergy analysis is a powerful tool, which has been used in the design, operation, and performance of energy systems by many engineers and researchers. Among its advantages, it is primary used since it allows the determination of the locations, types, and true magnitudes of wastes and destruction of exergy. The engine selected for this analysis, is the CFM56-5A1 turbofan engine. It has two spools and the components that are exergetically evaluated are the fan, low pressure compressor, high pressure compressor, combustion chamber, high pressure turbine and low pressure turbine. In order to perform an exergy analysis, the modelling of the engine has to be performed first, for the cruise mission. It is modelled by using a genuine code in the software Matlab R2015A and was verified and validated by using the software Gasturb 13. Next, the exergy analysis is performed according to the thermodynamic laws. The exergy analysis is carried out by conducting mass, energy and exergy balance of each component of the engine. The figures of merit used to evaluate the engine are as follows: exergy efficiency, improvement potential, relative exergy destruction, fuel depletion rate and productivity lack. The most irreversible component of the engine is found to be the combustion chamber with 9.31 MW. The exergetic efficiencies of the fan, LPC, HPC, CC, HPT and LPT are 92.13%, 95.91%, 97.52%, 76.71%, 90.74%, 90.32%, respectively. | eng |
| dc.description.abstract | Nesta tese, é realizado um estudo exergético, aplicado a um motor turbofan de alta razão de bypass, para as condições de voo de cruzeiro. A análise exergética é considerada uma “ferramenta” extremamente importante, utilizada no design, operação e performance de sistemas energéticos. Entre todas as suas vantagens, é principalmente utilizada para determinar e calcular as localizações, tipos e magnitudes das perdas e destruições de exergia num sistema energético. O motor escolhido para a análise exergética, foi o motor turbofan CFM56-5A1. Este motor é constituído por dois eixos, sendo que os componentes que foram submetidos à análise são respetivamente o fan, compressor de baixa pressão, compressor de alta pressão, câmara de combustão, turbina de alta pressão e turbina de baixa pressão. De forma a realizar a análise exergética, foi necessário primeiro criar um modelo matemático do motor, com o fim de gerar os dados de performance do motor para as condições de cruzeiro. A modelação foi feita com recurso a um código criado no software Matlab R2015A. Adicionalmente foi utilizado o software Gasturb 13, como método de comparação e validação dos dados gerados do código em Matlab. Na análise exergética, os componentes do motor foram definidos com recurso a equações de balanço de massa, energia e exergia. As figuras de mérito utilizadas para avaliar exergeticamente o motor, foram respectivamente a eficiência exergética, potencial de melhoramento, destruição de exergia relativa, “fuel depletion ratio” e “productivity lack”. Após realizada a análise exergética, o componente determinado como o mais irreversível foi a câmara de combustão, com uma destruição de exergia de 9.31 MW. As eficiências exergéticas do fan, LPC, HPC, CC, HPT, LPT, são respetivamente 92.13%, 95.91%, 97.52%, 76.71%, 90.74%, 90.32%. | por |
| dc.identifier.tid | 202361519 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.6/8433 | |
| dc.language.iso | eng | por |
| dc.subject | Aviação | por |
| dc.subject | Exergia | por |
| dc.subject | Motor | por |
| dc.subject | Simulação | por |
| dc.subject | Turbofan | por |
| dc.title | Exergy Analysis of a Turbofan Engine | por |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | por |
| rcaap.type | masterThesis | por |
| thesis.degree.name | Mestrado Integrado em Engenharia Aeronáutica | por |
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