20414

۲۰۴۱۴

طراحي مفهومي ايروديناميكي يك كمپرسور جريان محوري سيزده طبقه با نسبت فشار ۱۷/۵

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

۱۳۹۷/۱۱/۲۹

دكتر محمّد اخلاقي

مكانيك

چكيده موتورهاي توربين گازي به عنوان يكي از تأمين كنندگان ا صلي توان ران شي و قدرت محوري، كاربردهاي متنوعي در صنايع زميني، دريائي و هوائي دارند. با توجه به كاربرد روز افزون هواپيماها، توربين هاي گاز در پي شرانه هاي هوائي داراي جايگاه ب سيار پر اهميّ ت و وياه مي باشررند. كمپرسررورهاي جريان محوري به عنوان يكي از اجزاء اصررلي توربين هاي گازي نقش عمده اي را در توليد توان مورد نياز ايفا مي نمايند. در پايان نامه حاضر، ابتدا با تفسير دياگرام هاي سرعت جريان سيّال در داخل هر طبقه، بيان مشخّصات و زواياي تيغه ها و پرّه هاي راهنماي ورودي و خروجي، معرّفي پارامترهاي مهم و اساسي در طرّاحي كمپرسورهاي جريان محوري چند طبقه و بررسي محدوده قابل قبول براي انتخاب هر يك از آنها كه توسّط اساتيد اين رشته با استناد به نتايج آزمايشگاهي و نمونه هاي عملي در مراجع به چاپ رسيده اند، به مراحل طرّاحي آيروديناميكي اين نوع كمپرسورها با و بدون پرّه هاي راهنماي ورودي و خروجي پرداخته شده است. سپس با استفاده از مصلحت انديشي هاي حاكم بر طرّاحي كمپرسورهاي فشار باالي صنايع هوائي، با فرض جريان چرخش آزاد و در نظر گرفتن اثر رطوبت بر عملكرد هر يك از طبقات، مبتني بر شيوه عدم برابري مؤلفه محوري سرعت مطلق سيّال، برنامه اي با استفاده از نرم افزار اكسل، براي طرّاحي آيروديناميكي يك كمپرسور جريان محوري سيزده طبقه با نسبت فشار 5/71 با پرّه هاي راهنماي ورودي و خروجي براي حصول به بيشترين مقدار گذر جرمي جريان عبوري بر واحد سطح كه از جمله اهداف مهم طرّاحي اين نوع كمپرسورها مي باشد، تهيه شده است. الزم به ذكر است در اين برنامه از خانواده هاي مختلف ايرفويل ها كه رويكردي سنّتي براي انتخاب تيغه هاي مناسب دوّار، ثابت و پرّه هاي راهنماي ورودي و خروجي مي باشند، استفاده شده است. در نهايت، دياگرام هاي سرعت جريان سيّال، نوع تيغه ها، هندسه و زواياي پرّه ها و تيغه ها )بسته به نوع انتخاب شده و پارامتر هاي مهم در طرّاحي، در هر طبقه محاسبه و نحوه تغييرات آنها در طول كمپرسور مورد بررسي قرار گرفته شده است. واژههاي كليدي: كمپرسور، كمپرسور هاي جريان محوري، پارامتر هاي طرّاحي، طرّاحي آيروديناميكي، طرّاحي تيغه ها

1398/02/14

Conceptual Aerodynamic Design of a Thirteen Stages Axial Flow Compressor with Pressure Ratio of 17.5

2/18/2020 12:00:00 AM

Abstract: Gas turbine engines are one of the major prime movers that are used in the various applications among them, the industrial power generation in land, marine gas turbines in sea and aero engines in aircrafts propulsion. Due to the increasing use of airplanes, gas turbines in aircraft engines have a very important position. The axial flow compressors, as one of the main components of the gas turbines, play a major role in generating the required power. In the present thesis first of all, by interpreting fluid flow velocity diagrams for each stage specifying the properties and angles of the blades, inlet and outlet guide vanes, introducing important parameters in the design of multi-stage axial flow compressors and examining the acceptable range for the selection of each of them by the professors of this field. Based on laboratory results and practical examples, it has been addressed to the aerodynamic design stages of this type of compressor with and without the input and output guide vanes. Afterwards, using the ideals governing the design of high pressure compressors in the air industry, assuming the free vortex flow and considering the effect of humidity on the performance of each of the stages, based on the inequality of the axial component of the absolute velocity of the fluid, a program using Excel software for the aerodynamic design of a thirteen stages axial flow compressor to provide overall total to total pressure ratio of about 17.5 with input and output guide vanes to achieve the highest amount of mass flow rate per unit area, which is one of the important goals of designing this type of compressor. It should be noted that in this program different families of airfoil have been used, with a traditional approach to selecting suitable rotationary and stationary blades, input and output guide vanes. Finally, fluid flow velocity diagrams, blade types, geometry, and the angles of blades and vanes (depending on the type selected), and important parameters in the design, are calculated in each stage and their modifications through the compressor have been investigated. Keywords: Compressor, Axial Flow Compressors, Design Parameters, Aerodynamic Design, Blade Design