بررسی عددی و تحلیل فیزیک جریان در یک ردیف پره کمپرسور محوری سرعت بالا

یکی از اهداف دینامیک سیالات محاسباتی برای توربوماشین ها پیشگویی برخی عملکردهای آن از قبیل نسبت فشار و راندمان و ماهیت جربان عبوری و ... میباشد. لذا در این مقاله جهت بررسی جریان و ناپایداری های ایجاد شده در کمپرسور با جریان محوری از CFD استفاده شده است. در مقاله حاضر، بهمنظور ارزیابی نتایج و حصول اطمینان از دقت محاسبات انجام شده، نتایج حل عددی در نقاط عملکرد پایدار کمپرسور با داده های تجربی موجود، مورد مقایسه قرار خواهد گرفت. پس از ایجاد هندسه، شبکهبندی برای 3 حالت انجام گردیده تا استقلال شبکه مورد بررسی قرار گیرد و با نتایج آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته و برای ادامه مطالعه یکی از شبیه سازی ها که از اعتبارسنجی مناسب تری برخوردار است استفاده خواهد شد. با بررسی نتایج بدست آمده از نرم افزار ANSYS CFX، مشاهده شد که ماکزیمم دبی عبوری از کمپرسور (دبی حالت خفگی) کمتر از مقدار دبی طراحی است. همچنین در ناحیه فراصوتی، دو موج ضربهای به وجود آمده است که موج ضربه ای تشکیل شده در ورودی ضعیف تر میباشد و هر چقدر کمپرسور به آخرین نقطه پایدار نزدیک میشود موج فشاری شوک قوی تر شده و به سمت بالادست انتقال می یابد. با تحلیل فیزیک جریان عبوری از روتور، جریانهای ثانویه و گردابههای نشتی نوک که از منابع افت در این نوع کمپرسورها هستند بوضوح قابل رویت می باشد. همچنین ناحیه واماندگی در نوک پره و نزدیک پوسته کمپرسور ایجاد شده است که از عوامل ایجاد کننده این ناحیه میتوان به جریان نشتی نوک پره اشاره کرد.

Keywords:

کمپرسور محوری , تحلیل سه بعدی , جریان نشتی , واماندگی , روتور .37