4808

4808

شبيه سازي عددي لايه مرزي روي ديواره ها و پره هاي يك كمپرسور محوري

كارشناسي ارشد

مكانيك

ارديبهشت 83

1383

دكتر رضا تقوي

06

در اين كار تحقيقاتي آناليز دو بعدي جريان رديف پره هاي روتور و استاتور طبقه اول يك كمپرسور محوري موتور توربوجت ،جهت دستيابي به پارامترهاي لايه مرزي و بررسي تغييرات ضريب افت جريان انجام گرفته است .آناليز انجام شده ،بر اساس حل معادلات ناوبر استوكس كامل و با استفاده از فرضيات جريان لزج،قابل تراكم ،دو بعدي و براي هر دو حالت دائم و غير دائم ، صورت گرفته است .براي مدلسازي توربولاني در تحليل جريان از مدل RSM كه براي اينگونه جريانها بهترين مدل مي باشد استفاده شده است .براي دستيابي به يك تحليل معقول از نظر فيزيكي ،تحليل ها در 80 درصد ارتفاع پره از پايه ،كه در اين نواحي با يك تقريب قابل قبول مي توان جريان را دو بعدي فرض نمو د ،انجام گرفته است .همچنين با استفاده از اين تحليل ،امواج ضربه اي ،جدايش جريان ،تقابل موج ضربه اي با لايه مرزي و نيز تشكيل و انتشار گردابه هاي فركانس بالا ،ناشي از جدايش جريان در انتهاي پره هاي روتور و استاتور ،به خوبي پيش بيني شده است .براي معتبر سازي كار انجام شده به منظور بررسي درستي حل عددي پروفيل يك پره كنترل ديفيوژني مورد تحليل قرار گرفته شده است و نتايج حل عددي با داده هاي آزمايشگاهي موجود براي اين پره مقايسه گرديده كه تطابق خوبي را نشان مي دهد .دستيابي به خطاهاي بسيار پايين ،حاصل از مقايسه نتايج تست و تحليل با نرم افزار فلوئنت ،امكان استفاده از اين نرم افزار را براي كارهاي مشابه مناسب فراهم مي سازد .دراين پايان نامه ابتدا به صورت تئوري جريان و لايه مرزي در نواحي مختلف كمپرسور هاي محوري بررسي شده است .در ادامه جريان به صورت دو بعدي و دائم در بين پره هاي رتور مورد تحليل عددي قرار گرفته است . پارامترهاي لايه مرزي روي پره ها براي اين حل محاسبه شده و توزيع آنها مشخص گرديده است .براي بهتر مشخص شدن اثر لايه مرزي و به طور كلي لزجت سيال ،جريان در حالت غير لزج نيز مورد تحليل قرار گرفته و نتايج آن با حالت لزج مقايسه شده است .به منظور كاهش ضخامت لايه مرزي پروفيل پره دو پارچه در حل عددي مورد بررسي قرار گرفته و نتايج حل عددي براي اين هندسه پره ارائه گرديده است .همچنين استقلال حل عددي از تعداد نقاط شبكه نيز بررسي شده است .در نهايت جريان در حالت گذرا در رديف پره هاي رتور و استاتور مورد تحليل قرار گرفته و پارامترهاي لايه مرزي براي آن محاسبه شده است .تغييرات ضريب افت همراه با تغييرات فشار پشت و زاويه حمله براي پره هاي رتور به دست آورده شده است . تغييرات ضريب افت همراه با تغييرات نسبت فشار مرحله براي پره هاي رتور و استاتور محاسبه گرديده است .