ZERO DIMENSIONAL MODELING OF AXIAL AND CENTRIFUGAL COMPRESSORS OF A TURBOJET AND VALIDATION BY TEST RESULTS
T h e c o n c e p t u a l d e s i g n p h a s e o f a g a s t u r b i n e c o m p r e s s o r, i n w h i c h p a r a m e t r i c a l s t u d i e s a r e o f m o r e a t t e n t i o n, d e m a n d s a g e n e r a l b u t c o m p r e h e n s i v e m o d e l. A c c o r d i n g l y, s i m u l a t i o n o f a n e n g i n e c o m p r e s s o r p e r f o r m a n c e n o t o n l y r e d u c e s t h e c o s t a n d r i s k i n t h e d e v e l o p m e n t a n d m a n u f a c t u r i n g p h a s e s, b u t b e c o m e s a t o o l t o i n s p e c t t h e e n g i n e c o m p r e s s o r p e r f o r m a n c e a n d f u n c t i o n a l i t y d u r i n g t h e e n g i n e c o m p r e s s o r w o r k i n g l i f e. T h e r e f o r e, a s u i t a b l e m o d e l w i t h a c c e p t a b l e p r e c i s i o n, w h i c h i s e m p i r i c a l l y v a l i d a t e d, w i l l h e l p t o g i v e a q u i c k e s t i m a t e o f e n g i n e c o m p r e s s o r p e r f o r m a n c e.D i m e n s i o n l e s s m o d e l i n g i s o n e o f t h e p r e v a l e n t a n d a p p l i c a b l e m o d e l i n g m e t h o d s f o r d i f f e r e n t s t a g e s o f g a s t u r b i n e c o m p r e s s o r d e s i g n. T h i s m e t h o d o l o g y i s g e o m e t r y i n d e p e n d e n t a n d, b y s u p p l y i n g m a j o r g a s t u r b i n e c o m p r e s s o r p a r a m e t e r s, p r o v i d e s a p r e c i s e m o d e l t o p r e d i c t e n g i n e c o m p r e s s o r p e r f o r m a n c e i n a w i d e o p e r a t i o n a l r a n g e. T h i s m o d e l p r o v i d e s a f a i r l y a c c u r a t e e s t i m a t e o f t h e e n g i n e c o m p r e s s o r f u n c t i o n i n p r e l i m i n a r y p h a s e s o f c o n c e p t u a l d e s i g n. A s a r e s u l t, b e f o r e g e t t i n g t h r o u g h c o m p r e h e n s i v e a n a l y s i s, c o s t l y m a n u f a c t u r i n g a n d t e s t s, a n a c c e p t a b l e p r e v i s i o n o f e n g i n e c o m p r e s s o r f u n c t i o n a l i t y w i l l b e a t h a n d. M a n y r e c e n t m e t h o d s, i n c l u d i n g g e n e t i c a l g o r i t h m s a n d f u z z y l o g i c, r e q u i r e t h e e n g i n e c o m p r e s s o r t o b e t e s t e d a n d, t h e r e b y, i n t e r p o l a t i n g o r e x t r a p o l a t i n g t o f o r e c a s t t h e r e s t o f t h e r a n g e. B u t t h e t e c h n i q u e p r e s e n t e d h e r e d e v e l o p s a m o d e l w i t h o u t o p e r a t i o n a l t e s t i n g o f t h e e n g i n e c o m p r e s s o r. A c u s t o m d i m e n s i o n l e s s t e c h n i q u e i s a s c a l i n g m e t h o d w i t h a c o n s t a n t c o e f f i c i e n t. I n t h i s m e t h o d, u s i n g t h e o n-d e s i g n p o i n t s o f a g a s t u r b i n e c o m p r e s s o r, a n d b y s c a l i n g a s t a n d a r d p e r f o r m a n c e m a p, t h e c o r r e s p o n d i n g e n g i n e c o m p r e s s o r p e r f o r m a n c e m a p i s a c h i e v e d.U s i n g t h e c o n s t a n t c o e f f i c i e n t s c a l i n g m e t h o d a r o u n d t h e o n-d e s i g n p o i n t, a c c e p t a b l e r e s u l t s a r e a c h i e v e d, b u t, f o r o f f-d e s i g n p o i n t s i t g i v e s u n s a t i s f y i n g r e s u l t s d u e t o i n c r e a s i n g m a g n i t u d e o f e r r o r. K n o w i n g t h a t a g a s t u r b i n e c o m p r e s s o r o f t e n o p e r a t e s w i t h i n o f f-d e s i g n p o i n t s r a n g e, i t i s r e a l i z e d t h a t a m o d e l w i t h a w i d e r a n g e o f a c c e p t a b i l i t y i s r e q u i r e d. H e n c e, a t w o-s t a g e a p p r o a c h i s t a k e n. T h e f i r s t i s d i m e n s i o n l e s s m o d e l i n g o f g a s t u r b i n e c o m p r e s s o r u s i n g v a r i a b l e c o e f f i c i e n t s c a l i n g i n o n a n d o f f d e s i g n p o i n t s, a n d t h e n t e s t i n g o f t h e e n g i n e c o m p r e s s o r w i t h i n p o s s i b l e r a n g e s a t S h a r i f G a s T u r b i n e L a b. O b t a i n i n g t h e t e s t r e s u l t s, t h e m o d e l i n g p r e d i c t i o n s a r e v a l i d a t e d.
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