شبیه سازی عددی کنترل فعال ناپایداری در یک کمپرسور محوری تحت شرایط انسداد جریان در ورودی

انسداد جریان که ممکن است به دلایل مختلفی در ورودی یک توربین گازی رخ دهد، باعث ایجاد اختلال در شرایط عملکردی کمپرسور و همچنین کل مجموعه توربین گاز می شود، لذا بررسی این پدیده و راه های کنترل آن بسیار مهم است. مدل سازی عددی انسداد جریان ورودی به یک رتور کمپرسور محوری و کنترل فعال ناپایداری های حاصل از آن به وسیله تزریق جت هوا در ناحیه درز نوک پره، موضوع مورد مطالعه در مقاله حاضر است. شبیه سازی الگوی انسداد جریان با ایجاد پنج هندسه مختلف از انسداد قطاعی (میزان انسداد 5%، 10%، 15%، 20% و 25% از مجرای ورودی به کمپرسور) در ورودی انجام شده است. در راستای کنترل فعال ناپایداری ها، از 12عدد انژکتور در بالادست رتور کمپرسور که در راستای محیطی به صورت متقارن قرارگرفته اند، استفاده شده است. نسبت دبی تزریق خروجی از انژکتورها به دبی کلی مجرای ورودی به رتور در کلیه حالات کمتر از 2% می باشد. مدل سازی عددی به کمک نرم افزار انسیس سی اف ایکس و با به کار گیری مدل آشفتگی kω-SST انجام شده است. نتایج حاکی از آن است که با افزایش میزان انسداد ورودی، افت عملکرد و افت بازدهی رتور نیز افزایش می یابد. همچنین برای شرایط مدل سازی شده این رتور، تزریق جت هوا تا انسداد 10% باعث بهبود عملکرد رتور می شود و در انسداد های بیشتر از آن که ناپایداری های نسبتا قوی ایجاد می شود، تزریق جت هوا اثر منفی بر روی عملکرد رتور می گذارد. زیرا جریان خروجی از انژکتورها به شدت تحت تاثیر ناپایداری های حاصل از انسداد قرار می گیرند و به جای اصلاح جریان، آن را ناپایدارتر می کند.