عنوان مقاله :
طراحي بهينه، ساخت و آزمون محفظه ي كمپرسور جريان شعاعي
عنوان به زبان ديگر :
OPTIMUM DESIGN, FABRICATION, AND TEST OF A RADIAL FLOW COMPRESSOR VOLUTE
پديد آورندگان :
مجدم، محمد دانشگاه شهيد بهشتي- دانشكده مهندسي مكانيك و انرژي , حاجيلوي بنيسي، علي دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده مهندسي مكانيك
اطلاعات موجودي :
دوفصلنامه سال 1396
كليدواژه :
كمپرسور جريان شعاعي , محفظه , نسبت فشار , بازده آيزنتروپيك , گردابه ي آزاد , فشار غيريكنواخت پيراموني
چكيده فارسي :
محفظه يكي از اجزاي اصلي كمپرسور جريان شعاعي است و نقش آن جمع آوري و تحويل جريان به تجهيزات پس از كمپرسور است. طراحي محفظه، بر نسبت فشار، بازده و محدوده ي عملكرد پايدار كمپرسور تاثير مستقيم و قابل توجهي دارد. محفظه مي تواند باعث ايجاد ناهمگونيِ فشار در اجزاي بالادست خود شود كه منجر به ايجاد يك نيروي خالص بر محور پروانه مي شود. در پژوهش حاضر، براساس شناسايي اصول طراحي و پارامترهاي موثر بر عملكرد محفظه، يك روش طراحي بهينه ارائه مي شود. سپس با استفاده از ابزار ديناميك سيالات محاسباتي، مقادير بهينه ي پارامترها كه منجر به افزايش نسبت فشار سكون، افرايش بازيابي فشار استاتيك، كاهش افت فشار سكون و نيز كاهش نيروي خالص شعاعي در محفظه مي شوند، شناسايي خواهد شد. مدل هاي مختلف در نقطه ي طراحي و نقاط خارج طرح ارزيابي و طرح بهينه با اضافه كردن ملاحظات مربوط به زبانه و مخروط خروجي ساخته مي شود و روي بستر آزمون نصب و نتايج عملكردي آن استخراج خواهد شد. نتايج نشان مي دهد، در نقطه ي طراحي حدود 40 درصد تغيير در مساحت خروجي، منجر به 14 درصد تغيير در ضريب بازيابي فشار، و 18 درصد تغيير در افت فشار مي شود؛ در حالي كه نيروي محوري را تا دو برابر تغيير مي دهد. نتايج آزمون كمپرسور با محفظه ي جديد كه در اعتبارسنجي نتايج عددي كاربرد دارد، نشان مي دهد كه در سرعت دوراني 70 هزار دوربردقيقه، 2٫5 درصد نسبت فشار و 1٫9 درصد بازده آيزنتروپيك كمپرسور افزايش يافته است كه بهبود حائز اهميتي است.
چكيده لاتين :
Volute is one of the main components in radial flow compressors where the working fluid is collected and delivered to the compressor downstream pipelines. Volute design has direct and strong effects on the compressor performance and its stable operating range. This component causes distorted pressure fields in upstream flow passages which can lead to mechanical forces on the impeller. In the current research، based on the fundamental concepts of volute design، a new approach for volute design is considered and the effective parameters on volute performance are recognized. Using computational fluid dynamic (CFD) tools، the optimum values of effective parameters which lead to an increase in volute pressure ratio and static pressure recovery coefficient as well as decreasing the total pressure loss coefficient and the net radial force are explored.Considering the exit cone and the tongue area geometry design criteria، the models are numerically evaluated at the design point and off-design conditions to select the optimum model for fabrication and testing. The new volute is installed at a compressor test rig and the compressor characteristic curves are obtained. At the design point، area variation by 40% results in 14% variation in static pressure recovery factor and 18% variation in total pressure loss coefficient، however، it leads to increase the net radial force on impeller up to 100%. Experimental results، which are used for numerical model verification، show that the compressor pressure ratio and the isentropic efficiency are increased by 2.5% and 1.9% at 70،00orpm respectively
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك شريف
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك شريف
اطلاعات موجودي :
دوفصلنامه با شماره پیاپی سال 1396
