Mezclador de escape

En aviación, un mezclador de escape o mezclador de flujo es una característica de muchos motores turbofán , donde el aire de derivación más lento y frío se mezcla con los gases de escape del núcleo más rápidos y calientes, antes de ser expulsados ​​a la presión atmosférica a través de una tobera de propulsión común (de flujo mixto) . ^{[ 1 ]}

El mezclador reduce la velocidad del aire que sale del núcleo y, en consecuencia, disminuye el ruido producido. Además, se reduce la temperatura de los gases de escape, lo que contribuye a la reducción general de la firma térmica de la aeronave. Esta característica es fundamental en aeronaves militares que utilizan sistemas de detección térmica o armas de búsqueda de calor , en particular aeronaves furtivas . ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

Idealmente, un mezclador también aporta beneficios al rendimiento al aumentar el empuje. El empuje de escape de un motor a reacción es igual al flujo másico de escape multiplicado por la velocidad de escape, es decir, Empuje = ṁv , mientras que la energía para producir ese empuje viene dada por Energía = 1/2 mv² . Un mezclador ayuda a reducir las velocidades de escape más rápidas del núcleo del motor, al tiempo que aumenta la velocidad media de escape, produciendo así más empuje con la misma energía ^.

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  El IAE V2500 en la familia A320 , que utiliza un escape mixto
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  El motor CFM56-5A/B también impulsa la familia A320, pero utilizando una boquilla de escape independiente.

• Anular: los flujos de derivación y del núcleo se unen de forma coanular, lográndose la mezcla mediante el efecto de cizallamiento en la interfaz de los flujos.
• Forzado: dos conductos, uno de agua caliente y otro de agua fría, entrelazados, obligan a que las dos corrientes se mezclen.

La eficiencia de mezcla se define de diversas maneras, pero, en resumen, compara la ganancia de empuje real (debido a la mezcla) con la del caso ideal. Los mezcladores anulares presentan una baja pérdida de presión , pero una baja eficiencia de mezcla. Los mezcladores forzados pueden tener una alta eficiencia de mezcla, pero esto se ve contrarrestado por una alta pérdida de presión.

Los mezcladores son muy comunes en los turbofanes militares, ya que se evitan los largos tubos de escape coaxiales (es decir, los de aire caliente y frío). La postcombustión , con su correspondiente tobera de área variable, también resulta más fácil de implementar.

Algunos turbofanes de alta relación de derivación (por ejemplo, los de uso civil) incorporan ahora un mezclador, cuya ventaja reside en un ligero aumento del empuje, lo que mejora el consumo específico de combustible. Si bien el proceso de mezcla no es exhaustivo, también se obtiene un beneficio en cuanto a la reducción del ruido del motor a reacción.

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