23924

ارزيابي عملكرد كمپرسور جريان محوري با ساختارهاي مختلف جداره بهبوددهنده پره متعاقب با عدم پوشش وتر محوري نوك تيغه جزء دوار 33/3 درصد

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك، گرايش تبديل انرژي

1396-1399

1399/08/30

دكتر محمد اخلاقي

مهندسي مكانيك

واماندگي و خفقان دو پديده آيروديناميكي مرتبط با ناپايداريهاي جريان سيال در كمپرسورهاي جريان محوري مي باشند كه در دبي هاي جرمي كمتر از نقطه طراحي رخ مي دهند. يكي از شيوه هاي معمول غيرفعال براي تاخير در رخداد ناپايداري هاي فوق الذكر و افزايش حاشيه امن واماندگي، استفاده از جداره هاي بهبوددهنده مي باشد. جداره هاي بهبوددهنده از نوع حفره بازگردش جريان كه زمينه مناسبي را به منظور جذب سلول هاي استال در مرحله نخست فراهم مي آورد و سپس جريان سيال با فشار استاتيك مناسب را به مسير بالادست روتور كمپرسور هدايت مي كند، از جمله جداره هاي بهبوددهنده مناسب ارزيابي شده است. يك نوع از اين جداره هاي بهبوددهنده كه عملكرد مطلوبي نيز داشته است، جداره بهبوددهنده با پره هاي به عقب كشيده شده نام دارد. هدف از مطالعه حاضر، بررسي عددي كاربرد اين نوع جداره هاي بهبوددهنده با ساختارهاي شكلي مختلف بر روي كمپرسور جريان محوري فروصوت مي‌باشد. ساختارهاي مورد استفاده نيمه تيوپي، نيمه دايروي، نيمه بيضوي، نيمه قلبي و نيمه قلبي معكوس در عدم پوشش وتر محوري 33/3 درصد و با 120 پره هادي مي‌باشند. در مدلسازي از فرض تقارن محوري استفاده كرده و فقط يك رديف از پره هاي راهنماي ورودي، روتور و استاتور به صورت پايا مدل شده‌اند. مدل آشفتگي مورد استفاده در اين مطالعه، مدل انتقال تنش برشي كا-امگا مي‌باشد. همچنين براي ارزيابي دقت محاسبات، منحني مشخصه عملكردي به دست آمده از مطالعه عددي با نتايج تجربي مقايسه شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه با حل پايا مي توان در ناحيه به دور از ناپايداري، منحني مشخصه عملكردي كمپرسور را با دقت خوبي به دست آورد. خطاي محاسبه نقاط واماندگي و خفقان در جداره موجود كمتر از دو درصد مي‌باشد. البته اين خطا در مطالعه جداره بهبوددهنده بيشتر است. همچنين مشاده شد كه تمامي ساختارها در حاليكه حاشيه امن واماندگي را بهبود مي‌بخشند، باعث افت راندمان كمپرسور نيز مي شوند. در بين تمامي ساختارها، ساختار نيمه‌تيوپي بهترين عملكرد را از نظر بهبود حاشيه امن و افت راندمان دارا مي باشد و پس از آن استفاده از ساختارهاي نيمه‌بيضوي و نيمه‌دايروي عملكرد بهتري نسبت به ساختارهاي نيمه‌قلبي و نيمه‌قلبي معكوس دارند.

1400/03/26

Assessment the Varient Structure of Vane Recessed Casing Treatment with 33.3% Exposure on Axial Flow Compressor Performance

11/21/2021 12:00:00 AM

كمپرسور جريان محوري , واماندگي , خفقان , حاشيه امن واماندگي , جداره بهبوددهنده

َAxial Flow Compressor , Stall , Surge , Stall Margin , Casing Treatment