بررسی اثر تغییرات سرعت در طبقات مختلف بر عملکرد کمپرسور محوری چرخش معکوس

در این نوشتار اثر تغییرات سرعت رتورهای یک کمپرسور محوری چرخش معکوس بر عملکرد کمپرسور و رفتار جریان در آن بررسی میشود. نتایج بر اساس شبیهسازی عددی جریان ویسکوز به صورت سهبعدی با حل معادلات ناویر ـ استوکس، پیوستگی و انرژی و با استفاده از نرمافزار تجاری Ansys-CFX ارائه شده است. در ابتدا، به منظور اعتبارسنجی نتایج حاصله، منحنیهای تغییرات زوایای مطلق و نسبی جریان در هریک از رتورها در راستای شعاعی با استفاده از شبیهسازی حاضر استخراج و با نتایج تحقیقات دیگر مقایسه شده است که تطابق خوبی مشاهده میشود. به منظور بررسی اثر تغییرات سرعت رتورها، پنج حالت مختلف برای سرعت رتور دوم در نظر گرفته شده است. در حالتهای اول و دوم سرعت رتور دوم به میزان ۲۰ و ۱۰ درصد کاهش نسبت به حالت مرجع (حالت سوم با سرعتهای برابر برای رتور اول و دوم)و در حالتهای چهارم و پنجم سرعت رتور دوم به میزان ۱۰ و ۲۰ درصد افزایش داده شده است. نتایج نشان میدهد که افزایش سرعت رتور دوم در حالتهای چهارم و پنجم منجر به بهبود ساختار جریان، کاهش جریانهای گردابهیی، کاهش انسداد در مسیر گذرگاه و نهایتا کاهش آنتروپی جریان میشود. به نحوی که منحنی عملکرد کمپرسور مقادیر دبی جرمی و نسبت فشار بیشتری را نشان میدهد. در مقابل کاهش سرعت رتور دوم منجر به ایجاد رفتار نامطلوب در ساختار جریان حتی در شرایط طراحی و خفگی شده و منجر به تقویت جریان نشتی نوک و افزایش آنتروپی جریان شده است. این امر کاهش نسبت فشار و دبی جرمی جریان را به همراه دارد.

کلیدواژه ها:

کمپرسور محوری ، چرخش معکوس ، شبیهسازی عددی ، منحنی عملکرد ، استال