بررسی اثر تغییرات سرعت در طبقات مختلف بر عملکرد کمپرسور محوری چرخش معکوس

در این نوشتار اثر تغییرات سرعت رتورهای یک کمپرسور محوری چرخش معکوس بر عملکرد کمپرسور و رفتار جریان در آن بررسی می شود. نتایج بر اساس شبیه سازی عددی جریان ویسکوز به صورت سه بعدی با حل معادلات ناویر استوکس، پیوستگی و انرژی و با استفاده از نرم افزار تجاری Ansys-CFX ارایه شده است. در ابتدا، به منظور اعتبارسنجی نتایج حاصله، منحنی های تغییرات زوایای مطلق و نسبی جریان در هریک از رتورها در راستای شعاعی با استفاده از شبیه سازی حاضر استخراج و با نتایج تحقیقات دیگر مقایسه شده است که تطابق خوبی مشاهده می شود. به منظور بررسی اثر تغییرات سرعت رتورها، پنج حالت مختلف برای سرعت رتور دوم در نظر گرفته شده است. در حالت های اول و دوم سرعت رتور دوم به میزان 20 و 10 درصد کاهش نسبت به حالت مرجع (حالت سوم با سرعت های برابر برای رتور اول و دوم)و در حالت های چهارم و پنجم سرعت رتور دوم به میزان 10 و 20 درصد افزایش داده شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش سرعت رتور دوم در حالت های چهارم و پنجم منجر به بهبود ساختار جریان، کاهش جریان های گردابه یی، کاهش انسداد در مسیر گذرگاه و نهایتا کاهش آنتروپی جریان می شود. به نحوی که منحنی عملکرد کمپرسور مقادیر دبی جرمی و نسبت فشار بیشتری را نشان می دهد. در مقابل کاهش سرعت رتور دوم منجر به ایجاد رفتار نامطلوب در ساختار جریان حتی در شرایط طراحی و خفگی شده و منجر به تقویت جریان نشتی نوک و افزایش آنتروپی جریان شده است. این امر کاهش نسبت فشار و دبی جرمی جریان را به همراه دارد.