طراحی بهینه، ساخت و آزمون محفظه ی کمپرسور جریان شعاعی

محفظه یکی از اجزای اصلی کمپرسور جریان شعاعی است و نقش آن جمع آوری و تحویل جریان به تجهیزات پس از کمپرسور است. طراحی محفظه، بر نسبت فشار، بازده و محدوده ی عملکرد پایدار کمپرسور تاثیر مستقیم و قابل توجهی دارد. محفظه می تواند باعث ایجاد ناهمگونی فشار در اجزای بالادست خود شود که منجر به ایجاد یک نیروی خالص بر محور پروانه می شود. در پژوهش حاضر، براساس شناسایی اصول طراحی و پارامترهای موثر بر عملکرد محفظه، یک روش طراحی بهینه ارایه می شود. سپس با استفاده از ابزار دینامیک سیالات محاسباتی، مقادیر بهینه ی پارامترها که منجر به افزایش نسبت فشار سکون، افزایش بازیابی فشار استاتیک، کاهش افت فشار سکون و نیز کاهش نیروی خالص شعاعی در محفظه می شوند، شناسایی خواهد شد. مدل های مختلف در نقطه ی طراحی و نقاط خارج طرح ارزیابی و طرح بهینه با اضافه کردن ملاحظات مربوط به زبانه و مخروط خروجی ساخته می شود و روی بستر آزمون نصب و نتایج عملکردی آن استخراج خواهد شد. نتایج نشان می دهد، در نقطه ی طراحی حدود 40 درصد تغییر در مساحت خروجی، منجر به 14 درصد تغییر در ضریب بازیابی فشار، و 18 درصد تغییر در افت فشار می شود؛ در حالی که نیروی محوری را تا دو برابر تغییر می دهد. نتایج آزمون کمپرسور با محفظه ی جدید که در اعتبار سنجی نتایج عددی کاربرد دارد، نشان می دهد که در سرعت دورانی 70 هزار دور بر دقیقه، 2/5 درصد نسبت فشار و 1/9 درصد بازده آیزنتروپیک کمپرسور افزایش یافته است که بهبود حایز اهمیتی است.

Keywords:

کمپرسور جریان شعاعی , محفظه , نسبت فشار , بازده آیزنتروپیک , گردابه ی آزاد , فشار غیر یکنواخت پیرامونی