بررسی عددی ساختار جریان نشتی نوک در روتور کمپرسور محوری گذر صوت در شرایط عملکردی مختلف

در این مقاله، به بررسی ساختار جریان نشتی نوک در روتور یک کمپرسور محوری گذرصوت در شرایط عملکردی مختلف پرداخته می شود. نتایج بر اساس شبیه سازی عددی جریان لزج به صورت سه بعدی با حل معادلات ناویر-استوکس، پیوستگی و انرژی و با استفاده از نرم افزار تجاری انسیس سی. اف. ایکس ارائه گردیده است. در ابتدا، به منظور اعتبارسنجی نتایج حاصله، منحنی عملکردی با استفاده از شبیه سازی حاضر استخراج و با نتایج تجربی مقایسه گردیده است که تطابق خوبی مشاهده می شود. در ادامه، نتایج برای سه دبی عملکردی شامل شرایط طراحی، شرایط خفگی و شرایط نزدیک به استال استخراج و با یکدیگر مقایسه گردیده اند. نتایج نشان می دهند که با کاهش نرخ دبی جرمی از شرایط خفگی به شرایط نزدیک استال، جریان نشتی نوک تقویت گردیده و در مقابل جریان اصلی مقاومت کرده و منجر به ایجاد افت بیشتر می گردد. به علاوه با توجه به رخداد شوک در نزدیکی نوک، مشاهده می گردد که با کاهش دبی جریان، موقعیت رخداد شوک به سمت بالادست حرکت می کند. برخورد جریان نشتی نوک، شوک و جریان اصلی ساختار پیچیده ای را در شرایط نزدیک استال ایجاد می کند که موجب افزایش شدید آنتروپی، رخداد جریان های گردابی و انسداد در مسیر جریان می گردد.