تحلیل اثر توزیع ضخامت پره بر عملکرد توربین توربوشارژ در حالت پذیرش کامل و جزئی

پره توربین توربوشارژرها به دلیل فشار بسیار بالای جریان ورودی و همچنین پالسی بودن این جریان در معرض آسیب و شکست قرار می-گیرند در توربوماشین های جدید که تمایل به نازک شدن در کنار افزایش بار به دلیل افزایش راندمان دارند، احتمال شکست بالاتر می رود. بنابراین انتخاب توزیع ضخامت بهینه روتور نیاز به مطالعه ایرواستاتیکی و ایرودینامیکی در شرایط مختلف عملکرد دارد. در این مطالعه به تحلیل برهمکنش سیال-سازه بر روی سطح مشترک پره و سیال با تلفیق کردن ابزارهای شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی و طراحی سازه ای توسط یک مدل کوپل شده یکپارچه بر اساس فرمول های المان محدود در نرم افزار انسیس بر روی پره توربین توربوشارژر با ورودی دوگانه به منظور شناخت نیروی وارده از طرف سیال به پره و رفتار سازه برای سه توربین مختلف که تنها در توزیع ضخامت پره روتور متفاوت می باشند در شرایط تغذیه پذیرش کامل و جزئی پرداخته شده است. صحه گذاری نتایج با داده های آزمایشگاهی حاصل از آزمایشگاه توربوشارژر دانشگاه امپریال کالج همخوانی خوبی را نشان می دهد. نتایج چگونگی و علت تغییرات راندمان به دلیل تغییر ضخامت بخش های گوناگون را شرح می دهد. پره های نازک انتخاب مناسبی برای این نوع توربوماشین می باشد ولی در پذیرش جزئی پره-های ضخیم عملکرد بهتری دارند.

کلیدواژه ها:

توربین توربوشارژر ، پروفیل پره ، مطالعه برهمکنش سیال و سازه ، راندمان توربین