BR112020003448A2

BR112020003448A2 - conjunto para a parte traseira de uma turbomáquina e turbomáquina de fluxo duplo

Info

Publication number: BR112020003448A2
Application number: BR112020003448-7A
Authority: BR
Inventors: Jérémy Paul Francisco GONZALEZ; Guillaume Bodard; Norman Bruno André Jodet; Jacky Novi MARDJONO
Original assignee: Safran Aircraft Engines
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2020-08-25
Also published as: WO2019038503A1; FR3070186A1; CN110998080A; CA3073106A1; CN110998080B; US11149685B2; RU2767862C2; RU2020111120A; RU2020111120A3; EP3673166B1; US20200173396A1; EP3673166A1; BR112020003448B1; FR3070186B1

Abstract

A presente invenção refere-se ao campo de redução de ruído para uma turbomáquina. O conjunto para a parte traseira de uma turbomáquina de derivação (10) compreende um bocal primário (11) compreendendo um bordo de fuga que define uma parte da trajetória de fluxo primária e um bocal secundário (110) que define uma parte da trajetória de fluxo secundária, definida em torno de um eixo longitudinal (X), o bocal secundário sendo configurado para ejetar uma mistura dos fluxos provenientes de uma trajetória de fluxo secundária (Vs) e de uma trajetória de fluxo primária (Vp) da turbomáquina (10), sendo o bocal secundário de forma convergente-divergente com um gargalo (112) correspondente a uma seção transversal mínima do bocal (110), o bocal secundário (110) compreendendo, no gargalo (112), uma sucessão periódica de lóbulos (116, 118) que estão situados ao longo da circunferência interna do bocal secundário (110). O conjunto também compreende um misturador com lóbulos (130) na extremidade a jusante do bocal primário (11), este tendo uma alternância de lóbulos quentes (134) que se estendem dentro da trajetória de fluxo secundária e lóbulos frios (132) que se estendem dentro da trajetória de fluxo primária. Os lóbulos do bocal (110) que são côncavos (118), ou seja, radialmente em direção ao exterior e, respectivamente, que são convexos (116), ou seja, radialmente em direção ao interior, se o deslocamento longitudinal for desconsiderado, estão radicalmente voltados para os lóbulos quentes (134) e lóbulos frios (132), respectivamente, do misturador (130).

Description

“CONJUNTO PARA A PARTE TRASEIRA DE UMA TURBOMÁQUINA E TURBOMÁQUINA DE FLUXO DUPLO” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se ao campo de redução de ruído para uma turbomáquina de fluxo misto. Trata-se, mais particularmente, do corpo posterior de um motor turbojato com um misturador, onde o fluxo primário na saída do motor e o fluxo secundário se misturam dentro de um bocal chamado bocal secundário, para formar um jato impulsionado no ar externo.

[002] O campo das turbomáquinas em questão refere-se, portanto, aos bocais LDMF (fluxo misto de duto longo), ou seja, um bocal secundário que se estende além da mistura dos fluxos.

[003] A invenção refere-se particularmente às soluções fornecidas para os problemas acústicos no contexto do bocal secundário chamado bocal secundário convergente-divergente.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[004] No contexto de bocais denominados bocais convergentes- divergentes, uma fonte de ruído vem do fato de uma bolsa Mach estar presente no gargalo do bocal.

[005] De fato, a interação entre a turbulência resultante da mistura dos dois fluxos e as áreas de fluxo supersônico no bocal é uma fonte de ruído de alta frequência. Este fenômeno pode aparecer em particular quando o bocal começa a escorvar.

[006] Esse fenômeno é observado mais claramente quando um misturador com lóbulos é instalado na confluência dos fluxos primário e secundário. É feita referência aos pedidos FR 2902469 ou EP 1870588 para os misturadores, bem como ao documento WO 2015/036684, que propõe uma solução usando divisas localizadas no bordo de fuga do bocal.

[007] No entanto, a presente invenção ocorre no contexto de bocais chamados bocais convergentes-divergentes. Isso permite melhorar o desempenho dos bocais de fluxo misto, em particular aumentando o tamanho do convergente-divergente (razão chamada “CVDC” e convencionalmente referenciada A9/A8 - veja a Figura 1 que ilustra um bocal (110), um bordo de fuga (114) e um gargalo (112) e as respectivas seções Sf/Sc). Um bocal convergente-divergente, por definição, possui uma seção mínima cujo posicionamento axial não coincide com uma das extremidades do duto. O uso de um bocal secundário convergente-divergente tem duas vantagens: permite modificar significativamente o coeficiente de caudal com baixa taxa de expansão e melhorar o desempenho do bocal. Esse aumento é benéfico para o desempenho do motor, mas é acusticamente desvantajoso.

[008] Conforme indicado acima, a aparência de uma bolsa Mach é observada no gargalo (veja a Figura 2, onde as duas curvas representam o ruído, com misturador em linha sólida e sem misturador em linha pontilhada - na abscissa a frequência F e, na ordenada, o nível de pressão sonora SPL, em decibéis). As turbulências derivadas da mistura dos dois fluxos e da bolsa Mach causam o aparecimento de ruídos indesejados.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[009] A invenção visa reduzir as consequências acústicas mencionadas acima, no contexto de bocal convergente-divergente com misturador.

[010] Para esse fim, a invenção propõe um bocal secundário para uma turbomáquina de fluxo duplo, definido em torno de um eixo longitudinal, sendo o referido bocal configurado para ejetar uma mistura dos fluxos derivados de uma trajetória de fluxo secundária e uma trajetória de fluxo primária da turbomáquina, o bocal secundário possuindo a forma convergente- divergente com um gargalo correspondente a uma seção mínima do bocal, em que o bocal secundário compreende, no gargalo, uma sucessão periódica de lóbulos localizados ao longo da circunferência interna do bocal secundário.

[011] A invenção pode compreender as seguintes características, tomadas isoladamente ou em combinação: - a sucessão periódica é tal que a seção do bocal no gargalo é a menor seção do bocal, - o raio no bordo de fuga é maior que o raio máximo no gargalo, - o raio médio do bocal na seção no gargalo corresponde ao raio equivalente de uma seção circular equivalente, de modo que a seção do bocal no gargalo é a menor seção do bocal, - cada lóbulo se estende axialmente sobre parte do bocal secundário por uma certa distância a montante e/ ou a jusante do gargalo, de preferência a jusante até o bordo de fuga do bocal, - a referida certa distância é menor que uma vez o diâmetro médio do bocal no gargalo, - nas seções ortogonais ao eixo longitudinal, a amplitude dos lóbulos entre seções sucessivas ao longo da direção a montante e/ ou a jusante do gargalo diminui gradualmente até chegar a zero, - a sucessão periódica de lóbulos é definida, pelo menos em uma parte da circunferência interna, de preferência mais de 75% da circunferência interna, pela seguinte equação: 𝑅(𝑥, 𝜃) = 𝑅𝑟𝑒𝑓 (𝑥) + 𝐿(𝑥). cos⁡(𝑁. 𝜃) e 2𝜋 2 𝜋𝑅 𝑟𝑒𝑓 (𝑥𝑔𝑎𝑟𝑔𝑎𝑙𝑜 ) = 𝜋 ∫ 𝑅 2 (𝑥𝑔𝑎𝑟𝑔𝑎𝑙𝑜 , 𝜃)𝑑𝜃 0 em que R é o raio do bocal secundário como uma função da posição circunferencial e da abscissa ao longo do eixo longitudinal do bocal, xgargalo é a abscissa do gargalo, Rref é o raio de uma seção de referência circular, L é uma função de amplitude dependendo da abscissa, N é o número de períodos, - os lóbulos são formados diretamente no material do bocal, - a razão entre a seção no bordo de fuga do bocal secundário e a seção no gargalo do bocal secundário está compreendida entre 1 e 1,05.

[012] A invenção também diz respeito a um conjunto para a parte traseira de uma turbomáquina com um eixo longitudinal, compreendendo: - um bocal secundário, conforme definido acima, definindo uma parte da trajetória de fluxo secundária, - um bocal primário, compreendendo um bordo de fuga e definindo uma parte da trajetória de fluxo primária, - um misturador com lóbulos, na extremidade a jusante do bocal primário e com uma alternância de lóbulos quentes que se estendem dentro da trajetória de fluxo secundária e lóbulos frios que se estendem dentro da trajetória de fluxo primária, em que os lóbulos côncavo, respectivamente convexo, do bocal estão, para dentro do deslocamento longitudinal, voltados radialmente para os lóbulos quente, respectivamente frio, do misturador.

[013] Cada vértice dos lóbulos do misturador pode ser alinhado radialmente, para dentro do deslocamento longitudinal, com um vértice de um lóbulo do bocal.

[014] Pode haver tantos lóbulos côncavos quantos lóbulos quentes e tantos lóbulos convexos quantos lóbulos frios.

[015] A invenção também diz respeito a uma turbomáquina de fluxo duplo compreendendo um bocal, conforme descrito acima, ou um conjunto, como descrito acima.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[016] Outras características, objetivos e vantagens da invenção surgirão a partir da descrição a seguir, que é puramente ilustrativa e não limitativa, e que deve ser lida em relação aos desenhos anexos, nos quais: - A Figura 1 ilustra o princípio geral de um bocal convergente- divergente; - A Figura 2 ilustra os espectros de ruído (em decibéis) de uma turbomáquina com e sem misturador com lóbulos; - A Figura 3 ilustra, em três dimensões, uma forma de realização da invenção; - A Figura 4 ilustra, trazendo vários elementos no mesmo plano, uma forma de realização da invenção; e - As Figuras 5 e 6 ilustram um bocal de acordo com a invenção em comparação com um bocal de referência.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[017] A invenção será agora descrita em relação às Figuras 3 a

6.

[018] O corpo posterior (100) da turbomáquina em questão pertence a uma turbomáquina de fluxo duplo (10), compreendendo uma trajetória de fluxo primária (Vp) e uma trajetória de fluxo secundária (Vs). Será feita referência à trajetória de fluxo para o volume através do qual um fluxo circula. Portanto, o fluxo primário circula na trajetória de fluxo primária (Vp) e o fluxo secundário circula na trajetória de fluxo secundária (Vs).

[019] A turbomáquina (10) está disposta em torno de um eixo longitudinal (X). A abscissa é definida como a posição ao longo deste eixo longitudinal (X).

[020] Dentro da trajetória de fluxo primária (Vp), a turbomáquina (10) compreende elementos convencionais conhecidos pelos técnicos no assunto, tais como um ou vários estágios de compressão, uma câmara de combustão e finalmente um ou vários estágios de turbina, que em particular acionam os compressores e também um ventilador, que permite prover a trajetória de fluxo secundária (Vs) e fornece a maior parte do impulso. Na extremidade a jusante, a trajetória de fluxo primária (Vp) é definida por um bocal primário (11), que permite a ejeção do fluxo primário. O bocal primário (11) pode ser formado a partir de várias partes separadas.

[021] Da mesma forma, dentro da trajetória de fluxo secundária (Vs), a turbomáquina (10) integra elementos convencionais conhecidos pelos técnicos no assunto. Particularmente, na extremidade a jusante, a trajetória de fluxo secundária é definida por um bocal (110), chamado bocal secundário. No caso de turbomáquinas LDMF, ele se estende a jusante além do bocal primário (11). Consequentemente, o bocal secundário (110) ejeta o fluxo secundário, misturado com o fluxo primário.

[022] Este bocal secundário (110) é convergente-divergente.

Conforme indicado na introdução, isso significa que o raio (ou o diâmetro) do bocal diminui e depois aumenta novamente, na direção do fluxo. A consequência direta é que a seção de fluxo diminui e depois aumenta novamente.

[023] A parte do bocal (110) é chamada “gargalo” (112) do bocal secundário, em uma abscissa xgargalo, onde esta seção é mínima.

[024] A razão de convergência-divergência está tipicamente compreendida entre 100% e 105% (razão da seção no bordo de fuga (114) para a seção no gargalo (112): Sf/Sc).

[025] O corpo posterior (100) da turbomáquina pode ainda incluir um corpo central (12) que limita a extensão radial da trajetória de fluxo primária dentro do bocal (110). Este corpo central (12) não está relacionado com a invenção. Ele está localizado no eixo longitudinal (X) e geralmente para após um bordo de fuga (120) do bocal.

[026] O bocal primário (11) compreende, portanto, um bordo de fuga (120), em uma abscissa xp a montante da abscissa xgargalo. O corpo central

(12), se presente, se estende longitudinalmente além do bordo de fuga (120), ou seja, a jusante da abscissa xp.

[027] Como ilustrado nas Figuras 3 a 4, o bocal primário (11) termina com um misturador com lóbulos (130) que tem a função, como indicado na introdução, de misturar os fluxos primário e secundário antes de ser completamente ejetado do bocal secundário (110). Com referência a Figura 3, o misturador com lóbulos (130) é uma parte perfilada que se estende dentro do bocal secundário (110), as paredes definindo dentro da trajetória de fluxo primária (Vp) e fora da trajetória de fluxo secundária (Vs). Os misturadores podem ter os lóbulos simétricos e periódicos, ou não simétricos e/ ou não periódicos. A espessura do bordo de fuga do misturador (130), coincidente com o bordo de fuga (120) do bocal primário (11), é geralmente pequena para evitar um efeito de tampa entre os dois fluxos. O misturador com lóbulos (130) geralmente para a uma distância significativa da extremidade a jusante do bocal (110) para permitir que a mistura de fluxo se homogeneize. Recorda-se que a invenção ocorre no contexto de turbomáquinas LDMF (fluxo misto de duto longo).

[028] Como visto nas Figuras 3 e 4, uma forma de realização do misturador (130) é constituída por lóbulos simétricos e periódicos em azimute em torno do eixo longitudinal (X). Neste exemplo, a linha de bordo de fuga (120) tem uma forma tridimensional regular e ondulada azimutalmente que passa periodicamente através de um ponto baixo (132) de raio mínimo e um ponto alto (134) de raio máximo. A forma do misturador é obtida, de preferência, juntando esta linha de bordo de fuga (120) por superfícies regulares lisas, de um lado à seção circular da parede externa do bocal primário (11), do outro lado à seção circular da parede interna da trajetória de fluxo secundária (Vs). Os meios conhecidos permitem que os técnicos no assunto obtenham essas superfícies lisas definindo leis regulares de variação de raio para unir as seções de entrada ao bordo de fuga (120) do misturador com lóbulos (130).

[029] No exemplo apresentado, as progressões do bordo de fuga 120) do misturador (130) são periódicas. Deste modo, a superfície média entre a parede radialmente externa e a parede radialmente interna do misturador (130) faz ondulações periódicas em azimute em torno do eixo longitudinal (X) que cria, no lado do fluxo primário sob os pontos altos (134) do bordo de fuga (120), lóbulos divergentes (chamados lóbulos quentes e referenciados (134) para simplificação) e cria, no lado do fluxo secundário acima dos pontos baixos (132) do bordo de fuga (120), lóbulos convergentes (chamados lóbulos frios e referenciados (132) para simplificação).

[030] No exemplo apresentado, a abscissa xp no eixo longitudinal (X), que determina a extensão máxima do misturador com lóbulos a jusante (6), corresponde aos pontos altos dos lóbulos quentes (Figura 3). Através da abscissa xp passa um plano de ejeção, isto é, um plano a partir do qual o fluxo de ar é ejetado dos lóbulos quentes. Esta forma de realização de um misturador inclui dezoito lóbulos quentes simétricos em torno do plano axial passando por seu meio e distribuídos periodicamente.

[031] Em outra forma de realização da invenção, é possível prever a definição de um misturador com lóbulos (130) modificando sua extensão axial, a taxa de penetração dos lóbulos (essencialmente determinada pelos raios dos pontos altos (134) e baixos (132) do bordo de fuga (120)), a forma desse bordo de fuga (120), bem como o número de lóbulos. Os lóbulos também podem não ter planos axiais de simetria. Da mesma forma, embora a distribuição dos lóbulos seja essencialmente periódica, essa periodicidade pode ser afetada localmente modificando a forma de alguns lóbulos, por exemplo, para adaptar o misturador (130) a uma passagem de pilão.

[032] O misturador com lóbulos (130) promove a mistura dos fluxos primário (Vp) e secundário (Vs) na trajetória de fluxo dentro do bocal secundário (110), em particular causando cisalhamentos e vórtices na interface entre os fluxos.

[033] Agora que o contexto geral foi descrito, os meios da invenção serão explicados em relação às Figuras 3 a 6.

[034] O bocal secundário (110) compreende, ao longo de sua circunferência interna, no gargalo (112), uma sucessão periódica de lóbulos radialmente para fora (118), radialmente para dentro (116). Em outras palavras, uma sucessão periódica de lóbulos (116, 118) é fornecida na circunferência interna do bocal secundário (110). A sucessão compreende alternância de lóbulos convexos (116) e côncavos (118). Isso permite aumentar e diminuir localmente o raio do gargalo (112) do bocal secundário (110), em particular, para permitir uma melhor distribuição do calor que sai dos lóbulos quentes. Em particular, isso permite manter o fluxo de ar que passa através da(s) bolsa(s) Mach localizada(s) no gargalo (112), nas proximidades da parede interna do bocal (110). É, portanto, um sistema passivo.

[035] O raio máximo do bocal secundário (110) no gargalo (112) permanece, no entanto, menor que o raio do bocal secundário (110) no bordo de fuga.

[036] Os lóbulos (116, 118) estão preferencialmente localizados sobre toda a circunferência interna do bocal (110). No entanto, é possível que, por razões de projeto (assimetria rotacional, passagem do braço), algumas partes da circunferência possam estar desprovidas de lóbulos (116, 118).

[037] Os termos “convexo” e “côncavo” significam “globalmente convexo” e “globalmente côncavo”, ou seja, um lóbulo (que é uma parte arredondada) no qual o material se estende radialmente para dentro e um lóbulo no qual o material é recuado radialmente para fora. Pode haver localmente uma convexidade na concavidade. Em outras palavras, e de maneira mais geral, o bocal possui no gargalo uma seção não circular, com uma alternância de lóbulos para que o raio da seção varie de maneira regular.

[038] Em uma forma de realização específica, as definições de “convexo” e “côncavo” podem ser rigorosas, no sentido de que os lóbulos convexos são definidos por uma curva convexa (portanto, sem inflexão) e que os lóbulos côncavos são definidos por uma curva côncava (portanto, sem inflexão). Isso será chamado, então, de “estritamente convexo” e “estritamente côncavo”.

[039] Em uma forma de realização, é possível ter lóbulos estritamente côncavos e lóbulos convexos, de acordo com as definições explicadas acima.

[040] Comparado a um bocal convencional, cujas seções ortogonais ao eixo longitudinal (X) são circulares, a área do bocal no gargalo (112) permanece preferencialmente inalterada. Isso implica que, a partir de um bocal de referência assimétrico, de raio Rref na abscissa xgargalo correspondente ao gargalo (112), os lóbulos côncavos (118) se estendem radialmente fora da seção de referência circular e os lóbulos convexos (116) se estendem radialmente dentro da seção de referência circular (ver Figuras 5 e 6 - neste último, Rref refere-se à circunferência da seção de referência circular).

[041] Os lóbulos (116, 118) do bocal secundário (110) são posicionados circunferencialmente com base nos lóbulos frio (132) e quente (134) do misturador (130). Particularmente, os lóbulos côncavos (118) são posicionados radialmente de frente para os lóbulos quentes (134), para dentro do deslocamento longitudinal. De preferência, por razões óbvias de simetria, os vértices dos lóbulos de um par de lóbulos côncavo/ quente ou convexo/ frio são alinhados radialmente (isto é, em uma seção ortogonal, o eixo longitudinal e os dois vértices são alinhados).

[042] De preferência, a sequência entre um lóbulo côncavo (118)

e um lóbulo convexo (116) ocorre no alinhamento radial da sequência entre um lóbulo quente (134) e um lóbulo frio (132).

[043] Por razões de eficiência, em uma forma de realização, existem tantos lóbulos côncavos (118) quanto existem lóbulos quentes (134).

Em uma forma de realização complementar ou alternativa, existem tantos lóbulos convexos (116) quanto existem lóbulos frios (132). Os números podem não coincidir em alguns casos específicos em que as restrições tornam necessário remover um lóbulo côncavo ou convexo (acionador, etc.).

[044] Os lóbulos (116, 118) também se estendem longitudinalmente no bocal secundário (110) por uma certa distância (D) do gargalo, de modo a gerar formas aerodinâmicas, a montante e/ ou a jusante do gargalo (112).

[045] Para este propósito, são preferidas amplitudes dos lóbulos convexo (116) e côncavo (118) entre várias seções ortogonais ao eixo longitudinal (X) sucessivo que diminuem gradualmente até atingir zero, a montante e a jusante do gargalo (112). Isso pode significar em particular que a seção do bocal se torna geralmente circular novamente. A diminuição na amplitude dos lóbulos é tanto no modo absoluto (os lóbulos fora do gargalo (112) têm uma amplitude menor que aqueles no gargalo (112)) quanto no modo relativo (a amplitude do lóbulo em relação ao diâmetro é maior no gargalo do que em outros lugares).

[046] De preferência, os lóbulos (116, 118) são longitudinalmente centralizados no gargalo (112) e, portanto, estendem-se longitudinalmente a montante e a jusante.

[047] Em uma forma de realização, os lóbulos (116, 118) se estendem até o bordo de fuga (114), com uma amplitude diminuindo progressivamente, de modo que a seção do bordo de fuga (114) seja circular.

[048] A distância (D) pode depender de vários parâmetros, tais como, em particular, a distância entre o bordo de fuga (114) e o gargalo (112).

No entanto, a distância entre o gargalo (112) e uma das extremidades do lóbulo (116, 118) é preferencialmente menor que uma vez o diâmetro do bocal secundário (110) no gargalo (112).

[049] Em uma forma de realização específica adaptada a um misturador periódico (130), os lóbulos definem um sinusóide que cumpre a seguinte equação: 𝑅(𝑥, 𝜃) = 𝑅𝑟𝑒𝑓 (𝑥) + 𝐿(𝑥). cos⁡(𝑁. 𝜃) em que R é o raio do bocal como uma função da posição circunferencial e da abscissa ao longo do eixo longitudinal do bocal, xgargalo é a abscissa do gargalo, Rref é o raio da seção de referência circular, L é uma função de amplitude dependendo da abscissa x, e N é o número de períodos, ou seja, o número de lóbulos convexos (116) ou côncavos (118) desejados.

[050] Como a área da seção do bocal (110) na abscissa xgargalo é desejada para ser idêntica à do bocal de referência, os lóbulos também cumprem a seguinte equação: 2𝜋 2 𝜋𝑅 𝑟𝑒𝑓 (𝑥𝑔𝑎𝑟𝑔𝑎𝑙𝑜⁡ ) = 𝜋 ∫ 𝑅 2 (𝑥𝑔𝑎𝑟𝑔𝑎𝑙𝑜⁡ , 𝜃)𝑑𝜃 0

[051] A função L determina a progressão dos lóbulos de acordo com a abscissa. Em uma forma de realização, é usada uma função gaussiana.

[052] Nesta forma de realização, há, portanto, lóbulos estritamente convexos e estritamente côncavos, centrados longitudinalmente em torno do gargalo (112). A forma dos lóbulos do bocal (110) pode divergir localmente da fórmula dada para permitir a passagem de um pilão ou um eixo estrutural. Assim, a fórmula pode ser aplicada a lóbulos em uma parte da circunferência interna. Essa parte então se estende pelo menos acima de 50%, mesmo 75% da circunferência interna total. Na ausência de qualquer estrutura particular que interrompa a aplicação da fórmula, toda a circunferência pode ser definida dessa maneira.

[053] Os lóbulos (116, 118) são, de preferência, formados diretamente no material do bocal, durante a fundição ou por subsequente deformação. Pode-se prever criar os lóbulos convexos (116) adicionando material subsequentemente à fabricação do bocal secundário (110).

[054] Este bocal modificado tem um impacto de massa limitado ou mesmo nulo. Por ser passivo, o risco de falha também é limitado, até mesmo igual a zero, e não consome recursos adicionais. Além disso, não reduz a superfície de tratamento para tratamentos acústicos conhecidos (dispostos dentro da espessura do bocal secundário). Finalmente, esse bocal modificado não envolve praticamente nenhuma restrição na arquitetura dos bocais convergentes-divergentes convencionais.

[055] Um aumento local da temperatura em 50 ºK permite, por exemplo, baixar o Mach entre 0,90 e 0,95, em comparação com um Mach de 1 para uma temperatura de 320 ºK.

[056] O bocal deformado (110) permite economizar até 1 EPNdB cumulativamente.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. CONJUNTO PARA A PARTE TRASEIRA DE UMA TURBOMÁQUINA (10) com um eixo longitudinal (X), compreendendo: - um bocal primário (11), compreendendo um bordo de fuga (114) e definindo uma parte da trajetória de fluxo primária (Vp), - um bocal secundário (110) que define uma parte da trajetória de fluxo secundária (Vs), o bocal secundário (110) sendo configurado para ejetar uma mistura dos fluxos derivados de uma trajetória de fluxo secundária (Vs) e de uma trajetória de fluxo primária (Vp) da turbomáquina (10), o bocal secundário (110) possuindo uma forma convergente-divergente com um gargalo (112) correspondente a uma seção mínima do bocal (110), - um misturador com lóbulos (130), na extremidade a jusante do bocal primário (11) e com uma alternância de lóbulos quentes (134) que se estendem dentro da trajetória de fluxo secundária (Vs) e lóbulos frios (132) que se estendem dentro da trajetória de fluxo primária (Vp), caracterizado por: - o bocal secundário (110) compreender, no gargalo (112), uma sucessão periódica de lóbulos (116, 118) localizados ao longo da circunferência interna do bocal secundário (110), e - os lóbulos côncavo (118), ou seja, radialmente para fora, respectivamente convexo (116), ou seja, radialmente para dentro, do bocal (110) são, para dentro do deslocamento longitudinal, radialmente voltados para os lóbulos quente (134), respectivamente frio (132), do misturador (130).

2. CONJUNTO PARA A PARTE TRASEIRA DE UMA TURBOMÁQUINA (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada lóbulo (116, 118) se estender axialmente sobre parte do bocal secundário (110) por uma certa distância (D) a montante e/ou a jusante do gargalo (112), de preferência a jusante do bordo de fuga (114) do bocal (110).

3. CONJUNTO PARA A PARTE TRASEIRA DE UMA TURBOMÁQUINA (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela distância (D) ser menor que uma vez o diâmetro médio do bocal (110) no gargalo (112).

4. CONJUNTO PARA A PARTE TRASEIRA DE UMA TURBOMÁQUINA (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 3, caracterizado por, em seções ortogonais ao eixo longitudinal (X), a amplitude dos lóbulos (116, 118) entre seções sucessivas ao longo da direção a montante e/ou a jusante do gargalo (112) diminuir gradualmente até chegar a zero.

5. CONJUNTO PARA A PARTE TRASEIRA DE UMA TURBOMÁQUINA (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela sucessão periódica de lóbulos (116, 118) ser definida, pelo menos em uma parte da circunferência interna, de preferência mais de 75% da circunferência interna, pela seguinte equação: 𝑅(𝑥, 𝜃) = 𝑅𝑟𝑒𝑓 (𝑥) + 𝐿(𝑥). cos⁡(𝑁. 𝜃) e 2𝜋 2 𝜋𝑅 𝑟𝑒𝑓 (𝑥𝑔𝑎𝑟𝑔𝑎𝑙𝑜 ) = 𝜋 ∫ 𝑅 2 (𝑥𝑔𝑎𝑟𝑔𝑎𝑙𝑜 , 𝜃)𝑑𝜃 0 em que R é o raio do bocal secundário (110) como uma função da posição circunferencial e da abscissa ao longo do eixo longitudinal do bocal (110), xgargalo é a abscissa do gargalo (112), Rref é o raio de uma seção de referência circular, L é uma função de amplitude dependendo da abscissa e N é o número de períodos.

6. CONJUNTO PARA A PARTE TRASEIRA DE UMA TURBOMÁQUINA (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelos lóbulos (116, 118) serem formados diretamente no material do bocal (11, 110).

7. CONJUNTO PARA A PARTE TRASEIRA DE UMA TURBOMÁQUINA (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6,

caracterizado pela razão entre a seção no bordo de fuga (114) do bocal secundário (110) e a seção no gargalo (112) do bocal secundário (110) estar compreendida entre 1 e 1,05.

8. CONJUNTO PARA A PARTE TRASEIRA DE UMA TURBOMÁQUINA (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pela seção do bordo de fuga (114) do bocal secundário (110) ser circular.

9. CONJUNTO PARA A PARTE TRASEIRA DE UMA TURBOMÁQUINA (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por existirem tantos lóbulos côncavos (118) quantos lóbulos quentes (134) e tantos lóbulos convexos (116) quantos lóbulos frios (132).

10. TURBOMÁQUINA DE FLUXO DUPLO (10), caracterizada por compreender um bocal (11, 110), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, ou um conjunto, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 8 e 9.