بررسی عددی تاثیر روش کنترل غیر فعال تغییر پوسته در یک کمپرسور سرعت بالا

از اهداف دینامیک سیالات محاسباتی برای توربوماشین ها پیش بینی برخی از ویژگی ها و پدیده هایی از قبیل نسبت فشار و راندمان و ماهیت جربان عبوری و ... می باشد. به دلیل پیچیدگی فیزیک حاکم بر جریان در نوک پره و نیز محدودیت های آزمایشگاهی، در این مطالعه از روش حل عددی و نرم افزار ANSYS_CFX برای انجام شبیه سازی ها استفاده شده است . مدل استفاده شده، یک کمپرسور محوری گذر صوتی به نام روتور ناسا 37 میباشد. در مطالعات انجام شده، به منظور ارزیابی نتایج و حصول اطمینان از دقت محاسبات انجام شده، نتایج حل عددی در نقاط عملکرد پایدار کمپرسور پوسته معمولی با داده های تجربی موجود، مورد مقایسه قرار میگیرد. در ابتدا مدل پوسته معمولی مطالعه شده و در ادامه روش کنترلی غیرفعال تغییر پوسته بر روی مدل اعمال شده و با حالت اول مورد مقایسه قرار میگیرد. همچنین در ناحیه فراصوتی، دو موج ضربه ای به وجود آمده است که موج ضربه ای تشکیل شده در ورودی در حالت خفگی ضعیف تر میباشد و هر چقدر کمپرسور به آخرین نقطه پایدار نزدیک میشود موج فشاری شوک قویتر شده و به سمت بالادست انتقال می یابد. با تحلیل فیزیک جریان عبوری از روتور، جریان های ثانویه و گردابه های نشتی نوک که از منابع افت در این نوع کمپرسورها هستند بوضوح قابل رویت می باشد. همچنین ناحیه واماندگی در نوک پره و نزدیک پوسته کمپرسور ایجاد شده است که از عوامل ایجاد کننده این ناحیه میتوان به جریان نشتی نوک پره اشاره کرد. در روش تغییر پوسته از خاصیت اختلاف فشار در دو طرف روتور استفاده شده است تا سیال فشار بالا از طریق کانال، از سمت پر فشار پره به سمت کم فشار پره منتقل گردد. کانال هایی که وظیفه انتقال سیال را دارد بهصورت محاطی است و دورتادور یک ردیف روتور را در برگرفته است. در کمپرسورهای سرعت بالا محدوده عملکرد پایدار از اهمیت بالایی برخوردار است و با به کار بردن این روش کنترلی، محدوده عملکرد پایدار کمپرسور نسبت به حالت پوسته معمولی افزایش قابل ملاحظه ای داشته است