18119

18119

تحليل عملكرد كار‌برد جداره بهبود‌دهنده با تيغه‌هاي متعاقب در بهبود حاشيه امن كمپرسور‌هاي جريان محوري

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا - جلوبرندگي

تير ماه 1396

دكتر محمد اخلاقي

دكتر محمد اخلاقي

مكانيك

ناپايداري‌هاي آيروديناميكي جريان در كمپرسورها به‌خصوص كمپرسورهاي صنايع هوايي يكي از مشكلات اساسي طراحان كمپرسور مي‌باشد. از‌اين‌رو جلوگيري از وقوع ناپايداري‌هايي همچون سرج و واماندگي گردان دركمپرسورها، يكي از مهم‌ترين دغدغه‌هاي سازندگان آن‌ها است؛ چراكه ممكن است هنگام بروز اين ناپايداري‌ها نيروي ديناميكي نسبتاً قوي بر پره‌ها واردشده و تجهيزات مربوط به كمپرسور آسيب ببيند. همچنين محدوده عملكردي پايدار كمپرسورهاي جريان محوري با آغاز ناپايداري جريان سيال كه منجر به پديده واماندگي و ناپايداري سيال ميگردد، محدود ميشود. واماندگي سيال منجر به تشكيل و دوران سلولهاي استال در حد فاصل مجراي عبوري حلقوي ميگردد. اين سلولها بدليل عدم بهره مندي از انرژي لازم و فشار استاتيكي كافي مورد نياز در سطح حلقوي دوران ميكنند. علاوه بر اين ، ناپايداري‌ها كاركرد مطلوب كمپرسورها را نيز تحت تأثير قرار داده و باعث كاهش كارايي آن‌ها مي‌شوند؛ با استفاده از كنترل فعال و كنترل غير فعال مي‌توان وقوع اين پديده را به تاخير انداخت. يكي از روش‌هاي كارآمد استفاده از جداره‌هاي بهبود‌دهنده در كمپرسور‌هاي جريان‌محوري مي‌باشد كه در اين پايان‌نامه مورد بررسي قرار گرفته است. كمپرسور شبيه‌سازي شده در اين پايان‌نامه از نوع مادون صوت سه طبقه مي‌باشد كه در دو حالت بدون جداره بهبود‌دهنده و با جداره بهبود‌دهنده مورد بررسي قرار گرفته شده‌ است و نتايج حاصله با نتايج تجربي دكتر محمد اخلاقي كه در سال 2001 گزارش شده ، اعتبار سنجي شده است. همچنين بررسي حالت‌هاي مختلف از درصد عدم پوشش محوري نوك پره روتور كه شامل 23.2٪ ٬ 33.3٪ ٬ 43.4٪ ٬ 53.5٪ ٬ 73.7٪ و 83.8٪ مي‌باشد ، نتايج با‌ارزشي در رابطه با بهبود حاشيه امن كمپرسور و بازدهي كمپرسور در اختيار ما قرار مي‌دهد از جمله اين كه در تمامي حالت هاي استفاده از جداره بهبوددهنده با كاهش بازدهي و افزايش حاشيه امن استال روبه‌رو هستيم ، در اين ميان بيشترين مقدار مربوط به 32.3٪ عدم پوشش محوري برابر 33.2٪ و كمترين مقدار مربوط به 83.8٪ عدم پوشش برابر 17.6٪ مي‌باشد. همچنين كمترين افت در بازدهي نسبت به حالت بدون جداره بهبود‌دهنده مربوط به 53.5٪ عدم پوشش مي‌باشد كه برابر 0.21٪ و بيشترين مقدار افت در بازدهي مربوط به 73.7٪ عدم پوشش مي‌باشد كه برابر 7.5٪ مي‌باشد و همپنين بررسي اثر تعداد پره‌هاي جداره بهبود‌دهنده در چهار حالت 50 ، 80 ، 110 ، و 120 در عدم پوشش محوري هاي مختلف نتايج قابل توجهي ارائه مي‌دهد كه در اين پايان‌نامه به تشريح آن‌ها مي‌پردازيم.

1396/09/11

7/11/2018 12:00:00 AM

Aerodynamic instability of flow in compressors, especially air compressors, is one of the main problems of compressor designers. Therefore, preventing inconsistencies such as overheating and bulging in compressors is one of the main concerns of their manufacturers, because during these inconsistencies, relatively strong dynamic forces may be applied to the blades and compressor equipment is damaged. The steady-state operating range of axial flow compressors is also limited by the onset of fluid flow instability, which leads to a fluttering phenomenon and fluid instability. The fluid outflow leads to the formation and period of acetal cells at the cavity through the passageway. These cells, due to the lack of energy and the required static pressure required at the annular surface of the period. In addition, instabilities also affect the optimal performance of the compressors and reduce their efficiency; delaying the occurrence of this phenomenon using active control and inactive control can be delayed. One of the most effective methods for the use of reinforcing walls in flow-flow compressors, which is discussed in this thesis. The simulated compressor in this thesis is a three-floor sub-sound type which has been eva​luated in two cases without an improved wall and with a reinforcing wall, and the results have been validated with the experimental results of Dr. Mohammad Akhlaghi, who was reported in 2001