Analisi exergetica e termoeconomica di un motore turbofan durante un tipico volo commerciale

The objective of this work is to caracterizate the global performances of a typical turbofan engine and its components. This analysis uses the thermodynamic parameter exergy, based on energy and entropy balances, to quantify system work potential and irreversibilities. Considering the exergy as the only rational way to allocate product costs (thrust and bleed power), thermoeconomy allows to assign costs associated with their thermodynamics parameters. The study calculates exergetic efficiency over the complete flight cycle, shows critical components and flight phase in terms of work potential destruction, and estimates internal and exhaust flows costs. By using the presented analysis is possible to evaluate, compare and optimize non-conventional aircraft system configurations that uses engine generated exergoeconomics flows.

Il lavoro si propone di caratterizzare le prestazioni globali di un tipico motore turbofan e dei suoi componenti. L’analisi utilizza la grandezza termodinamica exergia che, basandosi sul bilancio energetico ed entropico, permette di quantificare il potenziale di lavoro e le irreversibilità del sistema. La termoeconomia, che considera l’exergia come unica forma razionale di attribuzione dei costi ai prodotti (trazione ed estrazioni di aria e potenza), permette di attribuire valori economici relativi ai parametri termodinamici degli effetti utili. Lo studio determina le efficienze exergetiche lungo la missione, i componenti e la fase di volo critici in termini di distruzione di exergia, ed i costi dei flussi interni e di uscita. Usando l’analisi sviluppata in questo lavoro è possibile valutare, confrontare ed ottimizzare configurazioni alternative di impianti di bordo che usano flussi exergoeconomici generati dal motore.