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PROGETTAZIONE GRUPPO TURBOCOMPRESSORE A GEOMETRIA VARIABILE PER MOTORE DIESEL AERONAUTICO Università di Bologna Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Meccanica Simone Signore Prof. Ing. Luca Piancastelli tesi di laurea in Anno accademico 2009/10

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PROGETTAZIONE GRUPPO

TURBOCOMPRESSORE

A GEOMETRIA VARIABILE

PER MOTORE DIESEL AERONAUTICO

Università di Bologna

Facoltà di Ingegneria

Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Meccanica

Simone Signore Prof. Ing. Luca Piancastelli

tesi di laurea in

Anno accademico 2009/10

QUOTA DI RIPRISTINO

QUOTA

SOVRALIMENTAZIONE DI

RIPRISTINO

DENSITA’ ARIA

POTENZA

quota massima a cui l’aereo può spingersi

senza perdite di potenza

FIAT 1.9 JTDMOTORE DIESEL

AERONAUTICO

COMPRESSORE

ALBERO

TURBINA

PROGETTAZIONE

GRUPPO TURBO-COMPRESSORE

β = 6

COMPRESSORE

GIRANTE

DIFFUSORE

VOLUTA

Comprime e

spinge all’interno

del motore l’aria

proveniente

dall’esterno

trasforma

l’energia cinetica

del fluido in

energia di

pressione

Convoglia l’aria

compressa verso

il condotto di

aspirazione

β = 6

COMPRESSORE β = 6

PORTATA ARIA ASP. ṁasp = 500 kg/h

N° PALE Z = 18

DIAMETRO ESTERNO D2 = 77 mm

SPESSORE PALE s = 0.57 mm

VELOCITA’ ANGOLARE n = 141.000 rpm

RENDIMENTO GIRANTE η = 0.791

LEGA DI ALLUMINIO 7075 – T6 (ERGAL)

TURBINA

GIRANTE

Sfrutta l’energia

cinetica dei gas di

scarico per

trascinare il

compressore

INDICE CARATTERISTICO kt = 0.86251

ANGOLO FLUIDO IN INGRESSO α1 = 21°

RENDIMENTO TURBINA ηt = 0.81

materiale INCONEL 792

Permette di variare la velocità di rotazione

della girante, ossia la portata che la attraversa

GEOMETRIA

VARIABILE

TURBINA

Regolazione potenza

in funzione della

velocità angolare n

ALBERO

Dimensionamento in

funzione delle velocità

critiche torsionali e

flessionali

SEDE CENTRALE

CUSCINETTI

Supporto e guida

Resistenza termica

Protezione da inclusioni

Cuscinetti a sfere

SIMULAZIONI

COMPRESSORE

CREAZIONE MATERIALE IN LIBRERIA

ERGAL 7075 – T6

GEOMETRIA E

MESH

VINCOLI E

CARICHI

DEFORMAZIONI E TENSIONI

DEFORMAZIONI

TENSIONI

SIMULAZIONI

TURBINA

CREAZIONE MATERIALE IN LIBRERIA

INCONEL 792

GEOMETRIA E

MESH

VINCOLI E

CARICHI

DEFORMAZIONI E TENSIONI

DEFORMAZIONI

TENSIONI

CONCLUSIONI

Dal progetto abbiamo ottenuto i seguenti risultati:

DIMENSIONAMENTI MIGLIORATI

MATERIALI SCELTI IN FUNZIONE DELLA LAVORABILITA’ E DEL COSTO

MIGLIORE AFFIDABILITA’ IN TERMINI DI SOSTEGNO – CUSCINETTI A SFERE

SIMULAZIONI VERIFICATE AL LIMITE DELLA RESISTENZA

Gli sviluppo futuri riguardano:

VERIFICA DELLA RESISTENZA PALETTATURE IN FUNZIONE DI UN CALCOLO

FLUIDODINAMICO CFD, CON INFORMAZIONI RIGUARDANTI I FLUIDI IN

GIOCO E LA RESISTENZA DOVUTA AI CUSCINETTI A SFERE

GRAZIE A TUTTI I

PRESENTI PER LA

CORTESE

ATTENZIONE