كاربرد جداره بهبوددهنده با تيغه هاي متعاقب در بهبود حاشيه امن كمپرسورهاي جريان محوري

كارشناسي ارشد

محدوده عملكرد پايدار كمپرسورهاي جريان محوري با آغاز ناپايداري¬هاي آيروديناميكي جريان سيال كه منجر به بروز ناپايداريها، از جمله وقوع پديده¬هاي سكته و خفقان مي¬گردد، محدود مي¬شود. ناپايداري¬هاي آيروديناميكي را مي¬توان با استفاده از روش¬هاي مختلف كنترل فعال و كنترل غير فعال ممانعت نموده يا به تأخير انداخت. يكي از شيوه هاي مناسب كنترل غير فعال در راستاي به تأخير انداختن پديده سكته جريان سيال، بهره¬گيري از جداره¬هاي بهبوددهنده در كمپرسور جريان محوري مي¬باشد. در اين پايان¬نامه تأثير جداره¬هاي بهبوددهنده با پره¬هاي به عقب كشيده شده بر روي عملكرد كمپرسور جريان محوري مورد مطالعه و تجزيه و تحليل قرار گرفته است. هندسه رديف پره¬هاي هادي توأم با يك طبقه كمپرسور سرعت پايين شامل يك رديف پره¬هاي روتور و يك رديف پره¬هاي استاتور به انضمام ناحيه ورودي مدل سازي شده¬ است. ساختار مزبور به صورت عددي مورد تحليل قرار گرفته است. منحني¬هاي عملكردي منتج از محاسبات عددي با نتايج تجربي بدست آمده توسط دكتر محمد اخلاقي كه طي ساليان 1998 - 2001 در دانشگاه كرانفيلد انگلستان حاصل شده، مورد اعتبار سنجي قرار گرفته است. مطالعات عددي براي دو ساختار هندسي متفاوت نيمه تيوپي و نيمه كمان دايروي مورد ملاحظه قرار گرفته¬اند. ساختار نيمه تيوپي هفت عدم پوشش %2/23، %3/33، %4/43، %5/53، %6/63، %7/73 و %8/83 را شامل شده است. تمامي ساختارهاي اشاره شده با تعداد 120 پره هادي درون جداره بهبود دهنده مورد مطالعه قرار گرفته¬اند. مطالعه ساختار كمان دايروي به چهار عدم پوشش %2/23، %4/43، %7/73 و %8/83 و چهار گزينه تعداد پره¬هاي هادي درون جداره بهبود دهنده برابر 40، 70، 100 و 120 منحصر گرديده است. مطالعات مبتني بر تعداد پره هاي هادي درون جداره بهبوددهنده اعمال شده به ساختار نيمه كمان دايروي عينا براي چهار عدم پوشش متناظر با ساختار نيمه تيوپي مورد ارزيابي قرار گرفته است. از منظر افزايش فشار ساختار نيمه تيوپي با عدم پوشش %43.4 و تعداد پره هادي درون جداره بهبود دهنده 40 بهترين مقدار را با نسبت فشار هاي كلي به كلي 1.011 و كلي به استاتيك 1.006 ارائه نموده است. با اين وجود از ديدگاه مقدار ضريب افزايش فشار ساختار نيمه تيوپي با عدم پوشش %83.8 و تعداد پره هادي درون جداره بهبود دهنده 40 بهترين مقدار را براي ضريب افزايش فشاركلي فشار سكون به فشار سكون 0.38769 و ضريب افزايش فشاركلي فشار سكون به فشار استاتيك 0.22154 ارائه نموده است. بيشترين مقادير راندمان¬هاي كلي فشار سكون به فشار سكون 0.69122 و فشار سكون به فشار استاتيك 0.33582 براي ميزان عدم پوشش وتر محوري %23.2 در ساختار نيمه تيوپي و با تعداد 100 پره هادي در جداره بهبود دهنده بدست آمده است. از منظر بازدهي بيشينه عدم پوشش اشاره شده، بالاترين كارامدي را داشته است. در مقايسه بين دو ساختار نيمه تيوپي و نيمه كمان دايروي، بيشترين مقدار نسبت فشار كلي فشار سكون به فشار سكون متعلق به ساختار كمان دايروي با تعداد پره هادي 40 و عدم پوشش وتر محوري %43.4 مي¬باشد. از منظر ضريب افزايش فشار كلي مبتني بر فشار سكون به فشار سكون ساختار كمان دايروي با تعداد پره هادي 40 در عدم پوشش وتر محوري %43.4، بهترين وضعيت را داشته است. همچنين از منظر راندمان كلي فشار سكون به فشار سكون ساختار نيمه تيوپي و عدم پوشش محوري %53.5 و تعداد پره¬هاي هادي 120، مطلوب ترين مقدار را ارائه نموده است. در خاتمه ميزان حداكثر بهبود حاشيه امن سكته مبتني بر گذر جرمي جريان اصلاح شده برابر 38.24 و در ارتباط با كاربرد ساختار كمان دايروي با تعداد پره هاي هادي 100 و عدم پوشش وتر محوري بدابد %83.8 بدست آمده است.

190752

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر محمد اخلاقي