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

كارشناسي ارشد

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.

190494

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر محمد اخلاقي

مهندسي هوافضا - جلوبرندگي

دكتر محمد اخلاقي