A Numerical Investigation on the Effects of Vaned Diffusers on the Aerodynamic Performance of a Low Pressure-Ratio Methane Centrifugal Compressor

سال انتشار: 1403
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 81

فایل این مقاله در 18 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-17-12_003

تاریخ نمایه سازی: 27 مهر 1403

چکیده مقاله:

Vaned diffusers are widely used in centrifugal compressors due to their higher pressure-recovery coefficients compared to vaneless diffusers. In this study, the effects of the diffuser vanes’ wrap angle and number of vanes on the aerodynamic performance of an industrial Methane centrifugal compressor with a pressure-ratio of ۱.۲۸۸ are studied using high fidelity steady-RANS numerical simulations. Three wrap angles (WA = ۱۹.۳o, ۲۲.۳o and ۲۵.۳o) and three number of vanes (NDiff. = ۱۶, ۲۰ and ۲۴) are examined, while all the other geometrical and operational parameters are kept constant. Results showed that decreasing the wrap angle can enhance the choke flow rate of the compressor, with slight reduction in pressure ratio at low flow rates. However, increasing the diffuser wrap angle, intensifies the flow separation over the diffuser vanes. On average, the best aerodynamic performance of the compressor occurred at WA=۲۲.۳o. Results also showed that reducing the number of diffuser vanes enlarges the operating range of the compressor, however, the pressure ratio will be lower at the flow rates less than the design point. Conversely, higher pressure ratios will be achieved at the flow rates greater than the design flow rate. The optimal aerodynamic efficiency of the diffuser, considering both the pressure ratio and the total-to-total efficiency, was achieved when the NDiff value was set to ۲۰.

نویسندگان

M. Anbarsooz

Department of Mechanical Engineering, Faculty of Advanced Technologies, Quchan University of Technology, Quchan, Iran

M. Amiri

Research and Development Department, Parto Sanat Pazh (PSP) Company, Mashhad, Iran

E. Benini

Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Padova, Padova, Italy

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Amiri, M., & Anbarsooz, M. (۲۰۱۹). Improving the energy conversion ...
  • Anbarsooz, M. (۲۰۱۶). Aerodynamic performance of helical Savonius wind rotors ...
  • Anbarsooz, M. (۲۰۲۰). A numerical study on wind dams: A ...
  • Anbarsooz, M., Amiri, M., Erfanian, A., & Benini, E. (۲۰۲۲). ...
  • Anbarsooz, M., Mazloum, M., & Moghadam, D. G. (۲۰۲۰). Converging–diverging ...
  • Anish, S., & Sitaram, N. (۲۰۰۹). Computational investigation of impeller-diffuser ...
  • Anish, S., Sitaram, N., & Kim, H. D. (۲۰۱۳). A ...
  • ANSYS, Inc. ANSYS manual, Release ۱۹.۰. (n.d.) ...
  • Ashrafi, F., & Vo, H. D. (۲۰۲۴). Passive flow control ...
  • Baghdadi, S. (۱۹۷۷). The effect of rotor blade wakes on ...
  • Baghdadi, S., & McDonald, A. T. (۱۹۷۵). Performance of three ...
  • Benini, E. (۲۰۰۳). Optimal navier-stokes design of compressor impellers using ...
  • Benini, E., & Tourlidakis, A. (۲۰۰۱). Design optimization of vaned ...
  • Boncinelli, P., Ermini, M., Bartolacci, S., & Arnone, A. (۲۰۰۷). ...
  • Casey, M., & Rusch, D. (۲۰۱۴). The matching of a ...
  • Cellai, A., De Lucia, M., Ferrara, G., Ferrari, L., Mengoni, ...
  • Clements, W. W., & Artt, D. W. (۱۹۸۹, June ۴). ...
  • Cornelius, C., Biesinger, T., Galpin, P., & Braune, A. (۲۰۱۴). ...
  • Dawes, W. N. (۱۹۹۵). A simulation of the unsteady interaction ...
  • Dawes, W. N. (۱۹۹۲). The simulation of three-dimensional viscous flow ...
  • Dean, R. C., & Senoo, Y. (۱۹۶۰). Rotating wakes in ...
  • Deniz, S., Greitzer, E. M., & Cumpsty, N. A. (۱۹۹۸). ...
  • Eckardt, D. (۱۹۷۵). Instantaneous measurements in the jet-wake discharge flow ...
  • El-Askary, W. A., & Nasr, M. (۲۰۰۹). Performance of a ...
  • Engeda, A. (۲۰۰۱a). The design and performance results of simple ...
  • Engeda, A. (۲۰۰۱b). The unsteady performance of a centrifugal compressor ...
  • Engeda, A. (۲۰۰۳). Experimental and numerical investigation of the performance ...
  • Everitt, J. N., & Spakovszky, Z. S. (۲۰۱۲). An Investigation ...
  • Everitt, J. N., Spakovszky, Z. S., Rusch, D., & Schiffmann, ...
  • Filipenco, V. G., Deniz, S., Johnston, J. M., Greitzer, E. ...
  • Fujisawa, N., Inui, T., & Ohta, Y. (۲۰۱۹). Evolution process ...
  • Galloway, L., Rusch, D., Spence, S., Vogel, K., Hunziker, R., ...
  • Galloway, L., Spence, S., Kim, S. I., Rusch, D., Vogel, ...
  • Gibson, L., Galloway, L., Kim, S., & Spence, S. (۲۰۱۷). ...
  • Goldberg, U., Peroomian, O., & Chakravarthy, S. (۱۹۹۸). A wall-distance-free ...
  • Hah, C., & Krain, H. (۱۹۹۰). Secondary flows and vortex ...
  • Halawa, T., Alqaradawi, M., Gadala, M. S., Shahin, I., & ...
  • Han, G., Yang, C., Wu, S., Zhao, S., & Lu, ...
  • Hohlweg, W. C., Direnzi, G. L., & Aungier, R. H. ...
  • Holmes, D., & Connell, S. (۱۹۸۹). Solution of the ۲D ...
  • Hu, C., Yang, X., Zhu, X., & Du, Z. (۲۰۱۸). ...
  • Inoue, M., & Cumpsty, N. A. (۱۹۸۴). Experimental study of ...
  • Issac, J. M., Sitaram, N., & Govardhan, M. (۲۰۰۳). Performance ...
  • Issac, J. M., Sitaram, N., & Govardhan, M. (۲۰۰۴). Effect ...
  • Jiao, K., Sun, H., Li, X., Wu, H., Krivitzky, E., ...
  • Johnston, J. F., & Dean, R. C. (۱۹۶۶). Losses an ...
  • Kenny, D. P. (۱۹۶۹). A novel low-cost diffuser for high-performance ...
  • Kianifar, A., & Anbarsooz, M. (۲۰۱۱). Blade curve influences on ...
  • Kim, Y., Engeda, A., Aungier, R., & Amineni, N. (۲۰۰۲). ...
  • Kirtley, K. (۱۹۹۱). An algebraic RNG-based turbulence model for three-dimensional ...
  • Kirtley, K. R., & Beach, T. A. (۱۹۹۲). Deterministic blade ...
  • Koumoutsos, A., Tourlidakis, A., & Elder, R. L. (۲۰۰۰). Computational ...
  • Krain, H. (۱۹۸۱). A study on centrifugal impeller and diffuser ...
  • Li, Z., Lu, X., Zhang, Y., Han, G., Yang, C., ...
  • Niveditha, P., & Gopi, B. S. (۲۰۲۳). Effect of different ...
  • Pullan, G., Young, A. M., Day, I. J., Greitzer, E. ...
  • Rausch, R., Yang, H., & Batina, J. (۱۹۹۱). Spatial adaption ...
  • Reddy, T. C. S., Murty, G. V. R., Mukkavilli, P., ...
  • Rhie, C. M. (۱۹۸۵). A three-dimensional passage flow analysis method ...
  • Robinson, C., Casey, M., Hutchinson, B., & Steed, R. (۲۰۱۲). ...
  • Senoo, Y., & Ishida, M. (۱۹۷۵). Behavior of severely asymmetric ...
  • Senoo, Y., Kinoshita, Y., & Ishida, M. (۱۹۷۷). Asymmetric flow ...
  • Shum, Y. K. P., Tan, C. S., & Cumpsty, N. ...
  • Siva Reddy, T. C., Mukkavilli, P., Ramana Murty, G. V., ...
  • Siva Reddy, T. C., Ramana Murty, G. V., Prasad, M. ...
  • Skoch, G. J. (۲۰۰۳). Experimental investigation of centrifugal compressor stabilization ...
  • Skoch, G. J. (۲۰۰۵). Experimental investigation of diffuser hub injection ...
  • Smirnov, P. E., Hansen, T., & Menter, F. R. (۲۰۰۷). ...
  • Stewart, M. (۲۰۱۹). Dynamic compressors. In M. B. T. S. ...
  • Sun, Z., Zheng, X., & Kawakubo, T. (۲۰۱۸). Experimental investigation ...
  • Tamaki, H. (۲۰۱۷). Experimental study on the effect of diffuser ...
  • Teipel, I., & Wiedermann, A. (۱۹۹۱). A three-dimensional Euler code ...
  • Ubben, S., & Niehuis, R. (۲۰۱۴). Experimental investigation of the ...
  • Ubben, S., & Niehuis, R. (۲۰۱۵). Experimental investigation of the ...
  • Vagnoli, S., & Verstraete, T. (۲۰۱۵). URANS analysis of the ...
  • Wang, P., Qi, M., Mousa, A. M., Ma, C., Yang, ...
  • Zhu, X., Li, G., Jiang, W., & Fu, L. (۲۰۱۶). ...
  • Ziegler, K. U., Gallus, H. E., & Niehuis, R. (۲۰۰۳a). ...
  • Ziegler, K. U., Gallus, H. E., & Niehuis, R. (۲۰۰۳b). ...
  • نمایش کامل مراجع