آنالیز جریان روی کمپرسور های محوری در نرم افزار فلوئنت

2014/07/08 بدون نظر ANSYS FLUENT PORTFOLIO

کمپرسور ها نوعی از توربو ماشین ها در جهت افزایش فشار هوا جهت احتراق در موتور جت، ماشین و یا کاربردهای دیگری که نیاز به هوای فشرده می باشد، به کار می روند. روال معمول طراحی توربوماشین ها معمولا به صورت تجربی بوده که از دهه ها پیش شروع شده است. این روش، کاملا مطمئن می باشد و همیشه جوابگو  و کارامد بوده است. اما بی شک هزینه زمانی ساخت و آزمایش پیش از تولید عمده، بسیار زیاد می باشد. در جهت کاهش این هزینه ها می توان از روش دینامیک سیالات محاسباتی استفاده کرد. از این روش می توان بدون اینکه ساعتها زمان روی ازمایش کرد، کمپرسور را در وضعیت های هندسه های مختلف، عملکرد مختلف بررسی کردو یه نتیجه بهتری رسید که در عمل به یک باره ، کمپرسور مورد نیاز را به تولید انبوه رساند. در این شبیه سازی انجام شده، کمپرسور محوری در حالت عملکردی مختلف بررسی شده و نتایج حاصل از شبیه سازی شامل سرعت و فشار با منحنی مشخصه توربو ماشین مقایشه شده و نتایج به صورت کامل صحت سنجی شده اند.

     کمپرسورهای محوری به طور گسترده در اکثر کاربردهای آیرودینامیکی به کار می روند. هرچند که عملکرد آنها در چنین سیستم هایی به علت بوجود آمدن ناپایداری جریان سیال در دبی های جرمی کم محدود  می گردد. این ناپایداریها منجر به ایجاد سرج و واماندگی دورانی می گردد. آزمایشها و محاسبات عددی، دو روشی هستند که جهت بررسی این پدیده های نامطلوب آیرودینامیکی به کار می روند. جریان واقعی درون کمپرسور سه بعدی و کاملا آشفته می باشد. علت آن هندسه پیچیده، لزجت و سرعت بالای جریان درون کمپرسور می باشد. از این رو برای تحلیل و شناخت صحیح جریان سعی می شود که میدان جریان در کمپرسور به صورت سه بعدی تحلیل شود. با توجه به پیشرفت روش های عددی و پیشرفت چشمگیر در زمینه سخت افزار محاسباتی این قابلیت وجود دارد که بتوان جریان درون کمپرسور را به صورت سه بعدی شبیه سازی و تحلیل کرد و پس از آن راهکارهایی برای کاهش افت ها و افزایش بازده ارائه کمپرسور کرد. در این تحقیق جهت بررسی جریان و شبیه سازی عملکرد آیرودینامیکی کمپرسور در هنگام ناپایداری جریان،  به شبیه سازی پدیده سرج در این کمپرسورها پرداخته شده است. بدین منظور دو هندسه خاص در نظر گرفته شد.یک، روتور شناخته شده ناسا ۶۷ و دوم یک مرحله از کمپرسور محوری توربین گاز نیروگاه منطقه نفتی سیری (شرکت نفت فلات قاره ایران). پس از ایجاد هندسه، شبکه بندی و اعمال شرایط مرزی مناسب در نرم افزار گمبیت، معادلات جریان توسط نرم افزار فلوئنت حل شده است. با تحلیل نتایج و روند تغییرات نرخ فشار و دبی جرمی در قبل و بعد از ناپایداری سرج به تخمین نقطه سرج و شناخت هرچه بیشتر این پدیده پرداخته شده و به منظور صحت سنجی عددی از نتایج آزمایشگاهی روتورشناخته شده  ناسا ۶۷ استفاده شده است.
این کمپرسور نیز یه صورت گذرا بررسی شده و پدیده سرج و استال که به معنای نوسانات فشار و دبی جرمی در حهت محوری و دورانی می باشد.

از ماژول MRF و moving mesh جهت شبیه سازی روتور توربوماشین استفاده شده است.

این شبیه سازی در نرم افزار انسیس فلوئنت ۱۴ انجام شده و قسمتی از نتایج شبیه سازی را می توانید در پروفایب پیج انسیس فلوئنت این سایت در فیس بوک مشاهده کنید

جهت واگذاری انواع پروژه توربوماشین و شبیه سازی در نرم افزار فلوئنت ائم از کمپرسور ها و فن و پمپ ها می توانید از طریق شماره تماس اقدام قرمایید.

{jcomments on}

برچسب ها

ارسال نظر شما

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Telegram
Telegram
logo-samandehi