Modelado numérico de esfuerzos en álabes de turbina con recubrimiento térmico

Abstract

En este proyecto de investigación se investigaron los estados de esfuerzos térmicos y mecánicos en componentes críticos de una turbina de gas. Para los cálculos, se tomó en cuenta un recubrimiento cerámico en la superficie de los componentes de la turbina (tobera y álabe) compuesto de distintos materiales. La geometría y condiciones de frontera se obtuvieron de estudios reportados en la literatura. Para la validación del modelo se comparó con datos experimentales reportados en la literatura. Para los cálculos se emplearon métodos numéricos como la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) y el Método de Elemento Finito (FEM). Los resultados permitieron determinar el recubrimiento más apto para la protección de la turbina y los niveles de esfuerzo y temperatura desarrollados. Estos resultados son útiles para determinar una estimación de vida útil de la turbina, mejorar el diseño de esta, y optimizar los métodos de enfriamiento de los álabes.