28249

ارزيابي عملكرد كاربرد ساختارهاي نيمه (تيوبي، دايروي، بيضوي و قلبي) شكل جداره بهبود دهنده با تيغه هاي متعاقب با عدم پوشش وتر محوري نوك تيغه %7 .73 در كمپرسور هاي جريان محوري

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك- تبديل انرژي

1398

1401/9/30

محمّد اخلاقي

مهندسي مكانيك

كمپرسورها از تجهيزات مهم موتور هاي هوايي مي باشند كه در محدوده ي خاصي از دبي جرمي و نيز فشار كار مي كنند. خارج شدن اين تجهيزات از نقطه ي عملكردي خود باعث بروز ناپايداري آيروديناميكي بنام استال و سرج مي شود. براي جلوگيري و كنترل اين ناپايداري ها از روش هاي فعال و غير فعال استفاده مي شود. از روش هاي كنترل غير فعال، تغيير شكل هندسي پوسته ي كمپرسور با ايجاد يك شيار محوري يا محيطي در جداره ي كمپرسور كه گاها همراه با پره هاي هدايت جريان در اين شيار ها مي باشد، تحت عنوان كمپرسور با جداره ي بهبود دهنده همراه با پره هاي به عقب كشيده شده ياد مي شود. از عوامل تاثيرگذار براي جلوگيري از ناپايداري هاي آيروديناميكي بر روي كمپرسور با جداره توام با پره هاي هادي جريان به عقب كشيده شده ميتوان به پوشش وتر محوري نوك تيغه ي پره ي دوار اشاره كرد. شبيه سازي حاضر در پوشش محوري 73.7 درصد وتر محوري نوك تيغه روتور در چهار جداره هاي بهبود دهنده ( نيمه تيوبي، نيمه بيضوي، نيمه قلبي و نيمه دايروي ) بر روي يك كمپرسور محوري يك طبقه، انجام شده است. نتايج با معيارهاي متفاوت براي ارائه ي حاشيه امن استال، بهبود حاشيه امن استال و نيز ميزان تخريب يا افزايش راندمان در نقاط پيك و استال در كمپرسور با جداره هاي شبيه سازي شده برحسب فشار هاي كل به كل مورد بررسي قرار گرفت كه نشان داد كمپرسور با جداره ي نيمه تيوبي توانايي بيشتري براي كاهش دبي جرمي و نيز ميزان افزايش حاشيه امن استال بر حسب دبي جرمي اصلاح شده و ضريب جريان را تا 33.58 درصد در خود دارد، اما اين كمپرسور داراي راندمان كمتري نسبت به ساير كمپرسور ها مي باشد. كمپرسور با جداره هاي نيمه قلبي نسبت به سايركمپرسورها مي توانند در دبي هاي كمتري كار كند كه موجب بهبود حاشيه ي امن استال در حدود 22.66 درصد ميشود. اگر چه كمپرسور با ساختار نيمه دايروي تخريب كمتري هم در ضريب افزايش فشار و هم در راندمان دارد اما كمپرسور نيمه بيضوي داراي راندمان بيشتري در حدود 6.15 درصد در نقطه ي پيك خود مي باشد.

1402/02/27

The Application Performance Assessment of Semi (Tubular, Circular, Elliptical and Hearted) Shape Configurations of Vaned-Recessed Casing Treatment with 73.7% Rotor Blade Tip Axial Chord Exposure in Axial Flow Compressors.

12/21/2023 12:00:00 AM

Compressors are one of the most important equipments of air engines that work within a certain limit of mass flow rate and pressure. Extrutioning these equipments out of its operating point causes aerodynamic instability called stall and surge. Active and passive methods are used to prevent and control these instabilities. Among the passive control methods, changing the geometric shape of the compressor casing by creating an axial or Circumferential groove in the compressor casing, which is sometimes accompanied by flow guiding vanes in these grooves, which is referred to as a compressor with a casing treatment with recessed vanes. One of the effective factors to prevent aerodynamic instabilities on a compressor with a casing treatment with recessed guide vanes can be mentioned the axial chord exposure of the blade tip of the rotating blades. The present simulation is carried out in the axial chord exposure of 73.7% of the axial chord of the tip of the rotor blade in four casing treaments (semi-tubular, semi-elliptical, semi-hearted and semi-circular) on a single-stage axial compressor. The results were analyzed with different criteria to provide the stall margin, improvement stall margin, and the amount of sacrifice or increase in efficiency at the peak and stall points in the compressor with simulated casings in terms of total to total pressures, which showed that the compressor with The semi-tubular casing has a greater ability to reduce the mass flow rate, as well as increasing the stall margin in terms of modified mass flow rate and flow coefficient up to 33.58%, but this compressor has a lower efficiency than other compressors. The compressor with semi-hearted casings can work at lower flow rates compared to other compressors, which the stall margin improvement, is about 22.66%. Although the compressor with a semi-circular structure has less scarification in both the pressure increase factor and the efficiency, the semi- elliptical compressor has a higher efficiency which is about 6.15% at its peak point.

استال , جداره بهبود دهنده با پره هاي به عقب كشيده شده , كنترل غير فعال , حاشيه امن استال , بهبود حاشيه امن استال , سرج , پوشش محوري

stall , Casing Treatment With Vane-Recessed , Passive Control , Stall Margin , Stall Margin Improvement , surge , axial chord exposure

Iman Malaei

Dr. Mohammad Akhlaghi