Framtagning och test av en tryckluftsdriven flygmotor-demonstrator: Additiv tillverkning av turbofläktmotor i utbildnings- och laborationssyfte

Abstract

Rapporten presenterar design, bygge och utvärdering av en turbofläktmotor-demonstrator som avses användas i laborationer på Chalmers i kurser inom turbomaskiner och strömningslära. Syftet med projektet var att utveckla en tryckluftsdriven motor som kan användas för att ta fram experimentella data under varierande last för att anpassa en beräkningsmodell.

En öppen källkod CAD-modell användes som bas i projektet och omdesignades för att anpassas till tryckluftsdrift samt skalades upp till 150% av originalstorleken. Huvuddelen av motorn skapades genom additiv tillverkning i polylaktid (PLA).

Laborationerna genomfördes med en generator kopplad till turbofläktmotorn med varierande resistans. Den högsta utvunna effekten med ett ingående tryckluftsflöde på 500 liter per minut uppmättes till 6,54W med fläkten avmonterad. Dessa värden nåddes när generatorn var kopplad med den lägsta testade resistansen på 4,5Ω. Resultaten användes för att anpassa en beräkningsmodell till att förutspå motorns prestanda.

Demonstratorn är mekaniskt funktionsduglig och därmed användbar som utbildningshjälpmedel i kurser om turbomaskiner och strömningslära. Prototypen kan underlätta att överbrygga glappet mellan teori och verklighet.