بررسي تأثير همزمان دو پارامتر كليد سرعت دوران و فشار استاتيك خروجي در اندازه هاي مختلف لقي نوك پره كمپرسور جريان محوري

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده: كمپرسورها يكي از انواع توربوماشين‌ها مي‌باشند كه براي فشرده سازي گازها استفاده مي‌شوند. تاريخچه كمپرسورها و هواي فشرده به دوران باستان بازمي‌گردد. كمپرسورها در صنايع مختلفي اعم از پالايشگاه، پتروشيمي، نيروگاه و... كاربرد دارند. كمپرسورها از نظر عملكرد به دو گروه ديناميكي و جا‌به‌جايي مثبت تقسيم مي‌شوند. كمپرسورهاي ديناميكي انرژي جنبشي گاز را افزايش و آن را به انرژي فشاري تبديل مي‌كنند. كمپرسورهاي جابه‌جايي مثبت با كاهش حجم، فشار گاز را افزايش مي‌دهند. يكي از انواع كمپرسورهاي ديناميكي، كمپرسورهاي جريان محوري مي‌باشند كه در ابتدا براي استفاده در موتورهاي جت توسعه يافته بودند. اين مدل از كمپرسورها به طور متناوب از رديف پره‌هاي متحرك و ثابت تشكيل شده است. پره‌هاي متحرك وظيفه افزايش انرژي جنبشي و پره‌هاي ثابت وظيفه هدايت جريان و تبديل فشار ديناميكي به فشار استاتيكي را برعهده دارند. اين كمپرسورها به دليل فشار خروجي بالا، دبي جرمي زياد و راندمان بالا در حجم كم در صنايع خاص مثل هوافضا و نيروگاه پركاربرد مي‌باشند. كمپرسورهاي جريان محوري معايبي نيز دارندكه گراديان فشار معكوس هوا از مهم‌ترين آن‌ها است. بازگشت هوا غالبا از فاصله نوك پره متحرك و پوسته كمپرسور(لقي نوك پره) شروع مي‌شود كه اين جدايش اوليه جريان هوا از روي سطح پره استال نام دارد. اگر جدايش جريان هوا از روي سطح پره كامل شود سرج اتفاق مي‌افتد كه با ارتعاشات شديد و خرابي كمپرسور همراه است و بايد با ابزار‌هاي كنترلي مثل شير تخليه هوا مانع آن شوند. باتوجه به آخرين پژوهش‌هاي صورت گرفته در زمينه لقي نوك پره، بهترين اندازه لقي برابر نيم تا دو درصد طول پره است. در ادامه راه پژوهش‌هاي صورت گرفته، در اين پژوهش به منظور بررسي تاثير مقادير مختلف فاصله نوك پره متحرك با پوسته كمپرسور در شرايط عملياتي مختلف(سرعت دوران و فشار استاتيك خروجي)، هندسه سه بعدي يك طبقه از كمپرسور جريان محوري به كمك نرم افزار قدرتمند Ansys CFX شبيه‌سازي و منحني مشخصه و نقاط بهينه عملكردي مشخص شده است. در نهايت نتيجه‌گيري شد كه بهترين حالت طراحي و عملياتي مربوط به كمپرسور با اندازه لقي 5.1 درصد طول پره و با سرعت دوران 22000 دور بر دقيقه، فشار استاتيك خروجي 96.0 اتمسفر و دبي جرمي ورودي حدود 5.7 كيلوگرم بر ثانيه است. از اين نتايج براي بهينه‌سازي كمپرسورهاي جريان محوري مورد استفاده در صنعت مي‌توان استفاده كرد.

235400

تبديل انرژي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان