بررسی سه‌بعدی تأثیر نسبت فشار کمپرسور تاندم روی گردابه‌های پایین‌دست

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی هوافضا، دانشکده فنی مهندسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی هوافضا، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران،ایران

doi
چکیده

برای دستیابی به انرژی پاک و پایدار برای جابه‌جایی و تولید قدرت، طراحان موتور خواستار عملکرد بالا و پیشران قوی هستند. پره‌های کمپرسور وظیفه افزایش ضریب اتلاف را دارند و در طراحی، باید جلوگیری از پدیده‌های مخربی نظیر جدایش جریان در نظر گرفته شود. اگر بتوان فشار معکوس روی پره را به‌گونه‌ای مهندسی نمود که باعث جلوگیری از جدایش جریان و کنترل گردابه‌ها شود، می‌توان به ضریب اتلاف بالاتری دست یافت. یک راه مطمئن برای دستیابی به این هدف، استفاده از تاندم می‌باشد که عبارت است از قرار دادن یک پره ثانویه کوچک در عقب پره اصلی. در تحلیل عددی حاضر، روتور و طبقه دارای تاندمِ طراحی و تست شده در مرکز تحقیقات لویس ناسا، مطالعه شده است. هندسه موردنظر از منبع مذکور، اخذ و شبکه با کیفیت بالا با حدود 896 هزار گره بر آن اعمال گردید و سپس توسط نرم‌افزار تجاری CFX با مدل آشفتگی SST  مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. روتور و طبقه آن در 5 دور و در نتیجه 5 نسبت فشار متفاوت مطالعه و گردابه‌های پس از آن موردبررسی و تفسیر قرار گرفته‌ است. در نهایت مشاهده می‌شود که در دور 2105 (نصف دور نامی)، هم در روتور و هم در طبقه کمپرسور دارای تاندم، گردابه‌ها به‌صورت کامل مهار نمی‌شوند و سطح بسیار کمی از نمودار فشار برحسب وتر را اشغال می‌نماید و بدین ترتیب عملکرد مناسبی ندارد. در نسبت فشار 0.9 نیز شاهد آشفتگی فراوان پس از پره هستیم که برای عملکرد کمپرسور مناسب نیست. متقابلاً در دور 4210 (دور نامی) گردابه‌ها به‌خوبی مهار شده و کاهش فشار را به‌خوبی شاهد هستیم؛ همچنین سطح بسیاری را در نمودار فشار برحسب وتر، اشغال می‌نماید. در نسبت فشار 1.1038 نیز شاهد شکل‌گیری مناسب و کنترل گردابه‌ها جهت کاهش آشفتگی هستیم.