Dimensionamento de uma câmara de combustão de uma turbina a gás turbojet de bancada.

Abstract

Em 1929, Frank Whittle desenvolveu o primeiro motor a jato. O desenvolvimento tecnológico destes motores foi impulsionado pela Segunda Guerra Mundial, onde se buscava a superioridade militar sobre os inimigos. Assim, em 1941, decolou o primeiro protótipo de uma aeronave movida por uma turbina a jato, sendo até os dias atuais, um dos maiores avanços na história da aviação mundial. Seu sucesso perdura graças a melhorias no projeto como um todo, como por exemplo na câmara de combustão, que pode chegar à eficiência próxima de 100% em certas condições de operação. Por esse motivo, o dimensionamento correto de uma câmara de combustão é importante em qualquer projeto de motor a jato, implicando não só em maior rendimento, como também em menores emissões de gases poluentes. Neste contexto, este trabalho propõe o dimensionamento de uma câmara de combustão, sendo esta, um dos componentes de uma turbina a gás de bancada, idealizada a partir de um turbocompressor veicular, com o objetivo auxiliar a construção de um protótipo, o qual servirá como bancada de estudos para os alunos do curso de Engenharia Mecânica. Assim, neste trabalho foi realizada uma pesquisa exploratória e bibliográfica, apresentando os conceitos e equacionamento básico, bem como, uma pesquisa quantitativa na avaliação dos resultados encontrados. Ao final, os resultados encontrados no dimensionamento da câmara de combustão para o turbocompressor MasterPower R474, foram compatíveis com o esperado desejado. Ainda, os valores de vazão mássica encontrados para cada zona da câmara de combustão mostram conformidade com o esperado, segundo a literatura. Conclui-se que o dimensionamento foi efetuado e poderá ser avaliado através de uma simulação de fluidodinâmica e posterior ensaio experimental com um protótipo. Espera-se que o conjunto turbina a gás turbojet apresente uma potência de cerca de 6 kW nas suas condições de máxima eficiência conforme calculado ao final deste trabalho.