تحلیل و شبیه سازی پدیده ی سرج در کمپرسور محوری توربین گاز

یکی از نکات مهم در تحلیل عملکرد کمپرسور تخمین حد سرج است. چنانچه زاویه حمله هوا به هر دلیلی تغییر کند، جت های هوا از روی پره جداشده و باعث کوچک شدن سطح مقطع عبوری هوا و تغییر زاویه حمله هوا در پره بعدی می شود که به آن استال گویند. و این عمل به همین صورت تکرار می گردد تا پره های یک ردیف را سرتاسر استال فراگیرد، در این صورت در پشت آن ردیف افت فشار روی می دهد و هوا از ردیف های بعدی که فشار زیادی دارند به سمت منطقه کم فشار بر می گردد که با سروصدای زیادی همراه است و می تواند باعث شکست پرهها گردد که به آن سرج گویند. هدف اصلی این مقاله، شبیه سازی پدیده ی سرج، و نشان دادن مشخصه های آن در پرههای ردیف اول کمپرسور محوری توربین گاز، نوع 6 GE - Frame با زاویه حمله 34 درجه و حل معادلات URANS با مدل توربولانسی - K ) و SST می باشد. پس از بررسی بردارهای سرعت حاصل از شبیه سازی مشاهده می شود که جریان به عقب باز می گردد و جریان معکوس می شود که نشان دهنده وقوع سرج است. از دیگر مباحث مورد بررسی در این مقاله، کد نویسی و حل عددی معادلات دیفرانسیل معمولی کوپل شدهی نرخ تغییرات فشار و جریان است که نمودارهای بدست آمده حاصل از حل عددی نیز نشان دهنده نوسانات فشار و دبی هنگام بروز سرج در کمپرسور می باشد. استال دورانی از دیگر ناپایداری های کمپرسور است که پس از استال رخ می دهد و نوسانات پس از چند دور میرا می شوند. نتایج نیز نشان می دهد هنگام بروز استال دورانی فشار به صورت گذرا نوسان می کند و سپس پس از چندین نوسان میرا می شود

Keywords:

سرج , استال , جریان معکوس , نوسانات فشار , سیکل سرج