اثرات تزريق در ناحيه درز نوك پره كمپرسور محوري بر توزيع شعاعي خواص ديناميك گاز و ناپايداري‌هاي جريان

كارشناسي ارشد

يكي از چالش‌ها در طراحي كمپرسورهاي محوري دستيابي به نقاط عملكردي بهينه به دور از پديده‌هاي سرج و استال مي‌باشد؛ اما شرايط با بازده بيشينه معمولاً با شروع ناپايايي¬ها همراه است. به همين دليل درك و فهم مكانيزم ناپايداري‌ها و نحوه شروع آن‌ها براي بهبود روش‌هاي كنترل فعال و بهبود شرايط عملكردي سيستم كمپرسور امري حياتي بوده و مي‌تواند به طراحان براي طراحي كمپرسوري‌هايي كه در مقابل ناپايداري‌ها مقاوم باشد كمك شاياني نمايد. يكي از اين روش‌هاي كنترل فعال، تزريق جت هوا در ناحيه نوك رديف پره رتور مي‌باشد كه به‌عنوان روشي مؤثر در افزايش بازه¬ي پايداري و حتي بازيابي مجدد كمپرسور از شرايط ناپايداري به حالت پايدار مطرح است. بررسي فرايند شكل‌گيري استال دوراني و از بين رفتن آن با به كارگيري تزريق هوا در ناحيه نوك رديف پره، به صورت تجربي موضوع اين مطالعه مي‌باشد. بدين منظور از اندازه‌گيري‌هاي هم‌زمان سرعت لحظه‌اي در طول پره و به صورت محيطي و همچنين اندازه‌گيري فشار لحظه‌اي در شرايط مختلف عملكردي كمپرسور استفاده شده است. كمپرسور مورد مطالعه به دوازده انژكتور كه با فواصل يكسان پيرامون پوسته و در بالادست رتور تعبيه شده¬اند، مجهز شده و از اين طريق تزريق جت هوا صورت مي‌پذيرد. داده‌هاي حاصل از اين اندازه‌گيري‌ها به همراه تحليل‌هاي فركانسي سيگنال تبديل فوريه، تبديل فوريه زمان كوتاه و تحليل موجك، براي توصيف فرايند شكل‌گيري استال و نوسانات القا شده حاصل از آن از يك سو و فرايند از بين رفتن استال حين اعمال تزريق هوا از سويي ديگر ارائه گرديده است. به‌كارگيري تحليل‌هاي فركانسي زماني در شناسايي پديده استال و نمايش تأثير تزريق جت هوا در از بين بردن ناپايايي¬هاي جريان نقش به¬سزايي دارند. نتايج نشان مي‌دهند كه فرايند شكل‌گيري استال تمام طول پره را در بر گرفته و از ريشه پره تا نوك آن تحت تأثير اين ناپايايي¬هاي ناشي از استال قرار مي¬گيرند و شدت اين نوسانات در نوك شديدتر مي‌باشد. همچنين مشاهدات نشانگر اين موضوع مي‌باشند كه تزريق جت هوا در ناحيه نوك پره قادر به اثرگذاري قابل توجهي در حذف ناپايايي¬ها شكل گرفته در گذرگاه كمپرسور مي-باشد. اندازه‌گيري‌هاي هم‌زمان به صورت محيطي نيز انجام شده است و طبق نتايج بدست آمده، سلول استال با سرعتي در حدود 66% دور رتور در گذرگاه جريان در حال دوران مي‌باشد. در نهايت تأثير برخي پارامترهاي تزريق هوا از جمله دبي تزريق در از بين بردن ناپايايي‌هاي شكل گرفته بررسي شده است.

189826

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي هوافضا - آيروديناميك

دكتر رضا تقوي زنوز