ارزیابی طراحی یک ایرفویل استاتور کمپرسور محوری با بررسی تجربی و عددی توزیع فشار حول آن

توزیع فشار حول یک ایرفویل طراحی شده برای استاتور کمپرسور محوری به صورت تجربی و عددی بررسی گردید. بررسیهای تجربی شامل اندازهگیری توزیع فشار حول پره در تونل باد برای سه زاویه برخورد مختلف است. در این سه حالت بازیابی فشار در طول پره به نحو مناسبی توزیع شده است و جدایش چشمگیر و در نتیجه تلفات انرژی زیاد مشاهده نمیشود. در زوایه برخورد-1 درجه شیب بازیابی فشار در امتداد سطح مکشی چندبار تغییر کرده است. در جستجوی علل این امر میدان جریان حول پره داخل تونل باد به صورت دوبعدی حل گردید. برای حل میدان جریان یکبار فرض شد جریان کاملا آشفته باشد. در این صورت محاسبات با دو مدل توربولانسی کی -امگا و کی-امگا اس اس تی انجام شد. باردیگر فرض گردید جریان در حال گذار باشد. برای محاسبات مدل توربولانس کی امگا- اس اس تی و مدل گذرش منتر انتخاب گردید. نتایج نشان میدهد با در نظر گرفتن پدیده گذرش تطابق نتایج عددی با تجربی بهبود زیادی پیدا میکند.مقایسه نتایج دو شیوه مدلسازی با نتایج تجربی روشن کرد که لایه مرزی در ابتدای پره آرام است و پس از اندکی بازیابی فشار دچار جدایش میگردد. در ادامه لایه مرزی به وضعیت آشفته در میآید و مجددا به جداره چسبیده و بازیابی فشار به میزان بیشتری انجام میشود. در نهایت لایه مرزی آشفته نیز دچار جدایش میگردد. بنابراین در زاویه برخورد -1 درجه کاهش و افزایش نرخ بازیابی فشار به نحوی است که با توجه به رژیم لایه مرزی از نظر آرام یا آشفته، هم حداکثر بازیابی فشار انجام می شود و هم جریان دچار جدایش چشمگیر نمیشود. یعنی اهداف طراحی پره استاتوربرآورده میشود.

کلیدواژه ها:

ایرفویل ، توزیع فشار ، آزمون تونل باد ، جدایش ، لایه مرزی آرام و آشفته