13474

13474

تحليل عددي اثرات جريان نشتي نوك پروانه بر عملكرد كمپرسورهاي گريز از مركز و روش‌هاي توسعه محدوده عملكرد آن‌ها و بررسي تجربي عملكرد كلي

دكتري

مكانيك - تبديل انر‍ژي

آذر 1393

آذر 1393

دكتر رضا تقوي زنوز

چكيده در نظر گرفتن درز نوك در پرّه¬هاي كمپرسور، امري اجتناب‌ناپذير است. وجود اين فاصله منتج به رخ‌داد پديده¬هاي ناپايدار، از جمله استال دوراني و سرج، در كمپرسور گرديده كه به‌نوبه خود مي‌تواند سبب تضعيف عملكرد ايروترموديناميكي و مكانيكي كمپرسور گردد. به دليل امكان رخ‌داد لطمات جدي در چنين شرايط عملكردي‌، طراحان كمپرسور عموماً از دو استراتژي كلي‌ موسوم به كنترل اجتناب (شناسايي و اجتناب از استال) و نيز ازدياد حاشيه استال (گسترش ناحيه عملكردي پايدار) جهت پرهيز از صدمات وارده بر كمپرسورها بهره مي‌برند. در رساله حاضر با بهره‌گيري از روش‌هاي عددي و اندازه‌گيري‌هاي آزمايشگاهي به مطالعه رفتار جريان نشتي نوك پرّه كمپرسورهاي گريز از مركز در شرايط نزديك استال و نيز توسعه روش‌هايي به‌منظور كنترل ناپايداري‌هاي منتج از اين جريان و تأخير در رخ‌داد پديده استال پرداخته شده است. در رويكرد آزمايشگاهي، مجموعه‌اي از آزمايش‌هاي تجربي بر روي دو بستر آزمون كمپرسور گريز از مركز سرعت پايين و بالا در آزمايشگاه ايروديناميك و توربوماشين‌هاي تراكم‌پذير دانشگاه علم و صنعت ايران انجام شده است. هدف از انجام اين آزمايش‌ها، شناخت مشخصات عملكردي كلي اين كمپرسورها و به‌ويژه رفتار ناپاياي جريان نشتي نوك پرّه كمپرسورها در شرايط مختلف عملكردي دور تا نزديك استال بوده است. در ادامه با بهره‌گيري از رويكرد ديناميك سيالات محاسباتي، عملكرد و ميدان جريان كمپرسور گريز از مركز سرعت پايين در سه ضريب جريان مربوط به شرايط دور تا نزديك استال و نيز دو نسبت درز نوك مختلف بررسي شده است. در ادامه تمركز اصلي اين تحقيق، بر مطالعه كارايي سه روش كنترل جريان نشتي نوك پرّه شامل تزريق هوا در نوك پرّه، اصلاح پوسته به روش درز نوك پلّه‌اي و اصلاح پوسته به روش درز نوك پلّه‌اي و تزريق هواي توأمان قرار گرفت. بر اين اساس پيكربندي‌هاي متفاوتي از پوسته كمپرسور طراحي و ضمن انجام مطالعات پارامتريك، هندسه بهينه كمپرسور در هر يك از سه روش از منظر ازدياد حاشيه استال پيشنهاد شده است. واژه‌هاي كليدي: استال، كمپرسور گريز از مركز، درز نوك پرّه، تزريق هوا، درز نوك پلّه‌‌اي