تحليل ناپايداري آيروديناميكي در كمپرسور موتور J79

Analysis of Instabilities in Compressor of J79 Engine

در اين تحقيق، ناپايداري آيروديناميكي كمپرسور موتور J79، به روش تحليلي مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور از معادلات اصل بقاي جرم، اصل بقاي ممنتوم و اصل بقاي انرژي استفاده شده است. پس از اعمال يك سري فرضيات و همچنين با تشكيل ماتريس مرتبط با معادلات و بررسي مقادير ويژه آنها، تاثير پارامترهاي موثر در پايداري آيروديناميكي كمپرسور، مورد ارزيابي قرار گرفته است. با توجه به پيچيدگي روابط مورد استفاده در تشكيل ماتريس، اين روابط در نرم افزار متلب، كدنويسي شده و سپس ماتريس مورد نظر فراهم شده است. سپس با اعمال مشخصات هندسي و خصوصيات جريان در موتور J79 روي ماتريس مورد نظر و استخراج نمودارهاي مربوطه، تاثير برخي پارامترها برروي پايداري آيروديناميكي موتور مذكور، مطالعه شده است. با توجه به نتايج به دست آمده، مشاهده مي شود كه با كاهش جريان جرمي عبوري از كمپرسور، سيستم به محدوده عملكردي ناپايدار نزديك مي شود. آنچه از نتايج مستناد گرديده، مبين آن است كه با افزايش نسبت طول (دالان مسير) داكت بالادست كمپرسور به طول داكت پايين دست آن، پايداري آيروديناميكي سيستم افزايش يافته است. نتايج همچنان نشان مي دهند كه با افزايش حجم محفظه احتراق، از پايداري موتور كاسته مي شود. با اين وجود افزايش حجم كمپرسور، سبب پايداري بيشتر سيستم شده است. افزايش دماي محفظه احتراق و همچنين افزايش سطح مقطع جريان عبوري از كمپرسور نيز داراي اثرات مطلوب در پايداري سيستم گرديده اند. همچنين در مقاله حاضر نتايج به دست آمده، با نتايج حاصل از مطالعات پيشين مقايسه شده اند و همسويي خوبي بين هردو نتايج مشاهده شده است.

In this article, aerodynamic stability of J79 compressor was analytically investigated. For this purpose, conservation equations of mass, momentum and energy were applied with several assumptions .By accomplishment of equations related matrix as well as investigating its eigenvalues, the effect of parameters on aerodynamic stability were assessed. Due to the complexity of the equations used in the matrix, the equations codes in MATLAB and the desired matrix have been provided. By applying the geometry and flow characteristics of J79 engine on the matrix and extract the relevant diagrams, the effect of some parameters on the aerodynamic stability of the engine is evaluated. According to the results, by reducing the mass flow rate through the compressor, the system tends to be working in an unstable condition. By increasing the ratio of upstream to downstream compressor duct length, the aerodynamic stability of the system will increase. Increasing the plenum volume will yield to a considerable reduction in stability. But by increasing the volume of compressor, the system stability will increase. Enhancing the combustion chamber temperature and also increasing the compressor flow area have favorable effects on system stability. The results of this study compared with previous outcome. Significant achievements were observed between both aforementioned results Relatively good alignment between the results has also been observed.