در علم مكانيك سيالات، پيش بيني قابل قبولي از پديده گذار جريان از لايه‎اي به آشفته يكي از دغدغه هاي دانشمندان و مهندسين به شمار مي رود. از آنجايي كه پديده گذار با بروز تغييرات چشمگيري در پارامترهاي آيروديناميكي و همچنين ضريب انتقال حرارت همراه است، لذا داشتن درك درستي از ماهيت آن اهميت بالايي دارد. عوامل متعددي بر پديده گذار موثرند كه يكي از مهمترين آن‎ها دنباله جريان ناشي ار برهم كنش ناپاياي رديف پره رتور و استاتور مي‎باشد. در اين پايان نامه اثرات دنباله جريان بر پديده گذار و رفتار آيروديناميكي كسكيد پره‎هاي كمپرسور محوري مادون صوت با انجام تست تجربي و شبيه سازي عددي بررسي شده است. بدين منظور ابتدا با در نظر گرفتن پارامترهاي ضروري براي طراحي، يك دستگاه توليد كننده دنباله جريان طراحي و ساخته شده است. مشخصات كلي اين دستگاه با نمونه‌هاي مشابه در نقاط مختلف جهان مقايسه شده و با استفاده از تجهيزات آزمايشگاهي موجود، پارامترهاي موثر بر رفتار آيروديناميكي كسكيد پره‎ها نظير توزيع فشار و سرعت بر روي سطح پره‎ها اندازه گيري شدند. داده برداري‎ها برايحالت با و بدون دنباله جريان، در مقادير مختلف فركانس دنبالهو عدد رينولدز انجام شده است. براي استخراج پروفيل‎هاي سرعت در تست تجربي، از جريان سنج سيم داغ و براي شبيه سازي عددي از مدل پيشرفته انتقال تنش برشي (SST) و مدل گذار استفاده شده است. نتايج به دست آمده از تحليل تجربي و عددي حاكي از آن است كهمي‎توان از دنباله جريانبه عنوان يك روش كنترل غيرفعالجهت كنترل نوع وموقعيتفرايند گذار و همچنين جدايش جرياناستفاده كرد. دنباله جريان القايي توسط رتور، در اعداد رينولدز پائين با انتقال نقطه شروع گذار روي پره استاتور به بالادست جريان، مانع از جدايش جريان لايه‎اي شده و مي‎تواند افت فشار كل را بكاهد. از طرفي ديگر در اعداد رينولدز بالا، اثرات دنباله جريان در افزايش افت فشار كل تشديد مي‌شود. افزايش فركانس دنباله همچنين باعث كاهش اندازه حباب جدايي لايه‎اي شده و براي سرعت‌هاي بسيار بالا موجب رخداد گذار ميان‎بر مي‎شود. در نتيجه مي‎توان گفت كه در مقادير پائين اعداد رينولدز، وجود دنباله جريان تا ميزاني مشخص مي‎تواند افت فشار كل را بكاهد. در حاليكه در مقادير بالاي اعداد رينولدز، كسكيد بدون دنباله نسبت به حالت داراي دنباله جريان افت كمتري را در فشار كل خواهد داشت.

1396/03/16

1/1/1900 12:00:00 AM

This paper deals with studies on a linear compressor cascade with moving bar wake generator to measure and analyze the dimensionless frequency (Strouhal number) of vortex in different Reynolds numbers. To measure the flow field in the wake, the hot film anemometry was used. The measurements were done at three different incidence angles and Reynolds numbers ranging 240000 to 530000 based on blade chord length and flow velocity. The results showed that Strouhal number for Reynolds Number equal or below 360000 had lower scattering compared with the Reynolds Number above 360000. Furthermore, our results showed vortex shedding frequency at moderate and low Reynolds Number showed different behaviors that could be result in different boundary layer of trailing edge of blades.