تحلیل اثر توزیع ضخامت پره بر عملکرد توربین توربوشارژ در حالت پذیرش کامل و جزئی

نویسندگان

1 استاد، دانشکده مکانیک دانشگاه علم و صنعت

2 دانشیار ، دانشکده خودرو دانشگاه علم و صنعت

3 دانشجوی دکتری، دانشکده خودرو دانشگاه علم و صنعت

doi
10.22044/jsfm.2019.7662.2749
چکیده

پره توربین توربوشارژرها به دلیل فشار بسیار بالای جریان ورودی و همچنین پالسی بودن این جریان در معرض آسیب و شکست قرار می-گیرند در توربوماشین‌های جدید که تمایل به نازک شدن در کنار افزایش بار به دلیل افزایش راندمان دارند، احتمال شکست بالاتر می‌رود. بنابراین انتخاب توزیع ضخامت بهینه روتور نیاز به مطالعه ایرواستاتیکی و ایرودینامیکی در شرایط مختلف عملکرد دارد. در این مطالعه به تحلیل برهمکنش سیال-سازه‌ بر روی سطح مشترک پره و سیال با تلفیق کردن ابزارهای شبیه‌سازی‌ دینامیک سیالات محاسباتی و طراحی سازه‌ای توسط یک مدل کوپل شده یکپارچه بر اساس فرمول‌های المان محدود در نرم افزار انسیس بر روی پره توربین توربوشارژر با ورودی دوگانه به منظور شناخت نیروی وارده از طرف سیال به پره و رفتار سازه برای سه توربین مختلف که تنها در توزیع ضخامت پره روتور متفاوت می‌باشند در شرایط تغذیه پذیرش کامل و جزئی پرداخته شده‌است. صحه‌گذاری نتایج با داده‌های آزمایشگاهی حاصل از آزمایشگاه توربوشارژر دانشگاه امپریال کالج همخوانی خوبی را نشان می‌دهد. نتایج چگونگی و علت تغییرات راندمان به دلیل تغییر ضخامت بخش‌های گوناگون را شرح می‌دهد. پره‌های نازک انتخاب مناسبی برای این نوع توربوماشین می‌باشد ولی در پذیرش جزئی پره-های ضخیم عملکرد بهتری دارند.