بهبود عملكرد كمپرسور محوري تحت اغتشاشات ورودي به وسيله تزريق جت هوا در ناحيه درز نوك رديف پره

كارشناسي ارشد

عملكرد كمپرسورها به‌عنوان عنصر اصلي توربين گاز، مي‌تواند تحت تأثير اغتشاشات و گرفتگي جريان ورودي به آن‌ها، دچار اختلال گردد. اين اختلال عملكرد كه به واسطه خارج شدن از شرايط طراحي است، با ناپايي هايي نيز همراه بوده كه در مجموع كارايي توربين گاز را كاهش مي‌دهد. از اين رو مطالعه چگونگي تاثيرگذاري به هم ريختگي و يا گرفتگي جريان در ورودي كمپرسورها، از اهميت بالايي برخورداري است. در اين مطالعه با به‌كارگيري اندازه‌گيري‌هاي آزمايشگاهي و همچنين شبيه سازي عددي، عملكرد يك رديف پره رتور كمپرسور محوري سرعت‌پايين در شرايط وقوع گرفتگي جريان بررسي شده است. شبيه ساز الگوي گرفتگي جريان با ايجاد 3 هندسه شعاعي خارجي پيوسته كه به ترتيب 5 ، 10 و 15 درصد مجراي ورودي به رتور را مسدود مي‌كند و نصب آن بر روي ورودي تست ريگ كمپرسور محوري انجام پذيرفته است. داده‌برداري در قالب اندازه‌گيري پارامترهاي سرعت در حالات مختلف گرفتگي جريان انجام‌شده است. در ادامه اثر تزريق جت هوا در ناحيه درز نوك پره رتور، بر عملكرد كمپرسور در شرايط وجود گرفتگي‌هاي جريان، با استفاده از يك مكانيزم ساخته شده، مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج حاكي از آن است كه گرفتگي‌هاي جريان سبب كاهش عملكرد رتور مي‌شود. اين كاهش عملكرد به ازاي گرفتگي‌هاي مختلف، متفاوت است. با افزايش ميزان گرفتگي، اغتشاشات و ناپايداري‌هاي جريان بيشتر مي‌شود. تزريق درصد كمي هوا در ناحيه درز نوك پره رتور تأثير به سزايي بر بهبود عملكرد رتور و كاهش ناپايداري‌ها در گرفتگي‌هايي كه ناپايداري‌هاي حاصل از آن‌ها نسبتا ضعيف مي‌باشد، دارد. اما با افزايش ميزان گرفتگي، تأثير تزريق كم مي‌شود و گاها نيز به دبي تزريق بيشتري احساس مي‌شود. براي مطالعه جزئيات جريان و استخراج پارامترهاي گسترده تر، تحليل عددي جريان با وجود گرفتگي‌هاي مختلف در ورودي رتور انجام گرديد. بررسي نتايج مدل‌سازي عددي و مقايسه شان با نتايج آزمايش هاي تجربي، نشان‌دهنده تطابق بسيار خوب آن‌ها با يكديگر مي‌باشد. همچنين شبيه سازي عددي در شرايط به‌كارگيري تزريق جت هوا در ناحيه درز نوك، تكرار شده و نتايج بهبود عملكرد در قالب نمودارها و كانتورها مختلف ارائه گرديده است.

192096

دانشگاه علم و صنعت ايران

هوافضا - آيروديناميك

دكتر رضا تقوي زنوز