28227

تحقيق تجربي اثرات تزريق هوا بر اغتشاشات و گرفتگي جريان روي عملكرد رديف پره رتور كمپرسور محوري

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1393

1401/12/16

دكتر رضا تقوي زنوز

دكتر محمد حسين عباباف

مكانيك

چكيده كمپرسور به عنوان يكي از اجزاي اصلي توربين گاز نقش مهمي در عملكرد پايدار آن دارد. عملكرد كمپرسور تحت تاثير ناپايداري هاي آيروديناميكي از جمله اغتشاشات و گرفتگي جريان در ورودي كمپرسور، مي تواند دچار اختلال گردد. مطالعه اثر تزريق هوا در شرايط مسدودشدگي جريان با ايجاد هندسه¬هايي با اندازه هاي مختلف و نصب آن بر روي ورودي تست¬ريگ كمپرسور محوري واقع شده در آزمايشگاه آيروديناميك وتوربوماشين¬هاي تراكم ناپذير انجام پذيرفته است. در اين گرفتگي¬ها به ميزان 5٪ ، 10٪ ، 15٪ و20٪ كل مساحت حلقوي ورودي مي¬باشند. داده‌برداري در قالب اندازه¬گيري فشاراستاتيك لحظه اي و ميانگين در نقاط مختلف پوسته كمپرسور و در حالات مختلف گرفتگي جريان انجام شده است. سپس به منظور حذف و يا كاهش ناپايداري¬هاي جريان، براي تمام حالات گرفتگي ورودي عمليات تزريق هوا صورت گرفته است. نتايج حاكي از آن است كه درصد گرفتگي¬هاي جريان هرچه بيشتر مي¬شوند ناپايداري هاي گذرگاه جريان روتور افزايش مي يابند. هرچه درصد گرفتگي¬ها بيشتر باشند، جريان¬هاي گردابه¬اي و ناپايداري¬هاي حاصل از آن نيز شديدتر مي شوند. در درصدهاي گرفتگي كمتر، مسدودشدگي جريان سبب وقوع استال زودرس و تشديد ناپايداري ها در حالت عملكرد در نقطه طرح مي شود. همچنين تزريق درصد كمي هوا در ناحيه درز نوك پره رتور تاثير به¬سزايي بر بهبود عملكرد رتور و كاهش ناپايداري¬ها در گرفتگي¬هايي كه ناپايداري¬هاي حاصل از آنها نسبتا ضعيف مي‌باشند.

1402/02/20

Experimental study of the effects of air injection on turbulence and flow clogging on the performance of the axial compressor rotor blade row

3/6/2024 12:00:00 AM

Abstract As one of the main components of the gas turbine, the compressor plays an important role in its stable operation. The operation of the compressor can be disrupted under the influence of aerodynamic instabilities, including disturbances and blockage of the flow at the compressor inlet. The study of the effect of air injection in the condition of flow blockage has been done by creating geometries of different sizes and installing it on the inlet of the axial compressor test rig located in the laboratory of aerodynamics and incompressible turbomachines. In these eclipses, they are 5%, 10%, 15% and 20% of the total annular area of ​​the entrance. Data collection has been done in the form of instantaneous and average static pressure measurement at different points of the compressor shell and in different states of flow blockage. Then, in order to eliminate or reduce flow instabilities, air injection has been done for all cases of inlet clogging. The results indicate that as the percentage of current jams increases, the instabilities of the rotor current passage increase. The higher the percentage of eclipses, the stronger the eddy currents and resulting instabilities. At lower clogging percentages, flow blockage causes premature stalling and intensification of instabilities in the operation mode at the design point. Also, injecting a small percentage of air in the seam area of ​​the tip of the rotor blade has a significant effect on improving the performance of the rotor and reducing the instabilities in blockages that result from relatively weak instabilities

واژه‌هاي كليدي: رتور كمپرسور محوري - گرفتگي جريان – تست¬ريگ كمپرسور سرعت‌پايين – تزريق جت هوا – ناپايداري¬هاي جريان

Keywords: axial compressor rotor - flow jam - low speed compressor test rig - air jet injection - flow instabilities

Mohammad Reza Moazami Goodarzi

Dr. Reza Taghavi Zanouz