مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بهینه سازی عملکرد یک کمپرسور10 طبقه با استفاده از روش انحنای خط جریان و در نظر گرفتن معیارهای آیرودینامیکی

نویسندگان
1 دانشجو
2 استاد/دانشگاه صنعتی خواجه نصیر
چکیده
در مقاله حاضر یک روش جدید برای طراحی بهینه پره های کمپرسور جریان محوری چند طبقه با در نظر گرفتن عملکرد کلی کمپرسور در کل بازه عملکردی آن ارائه شده است. این روش قابلیت باز طراحی پروفیل پره و باز طراحی زوایای نصب طبقات مختلف کمپرسور را داشته و از یک تحلیل گر جریان، یک الگوریتم بهینه سازی و یک سیستم تولید هندسه پارامتریک کمپرسور تشکیل شده است. از یک کد دو بعدی انحنای خط جریان برای تحلیل جریان سیال و محاسبه پارامترهای عملکردی کمپرسور توسعه شده است. پارامترهای طراحی شامل پارامترهای هندسی و عملکرد آیرودینامیکی پره ها می‌باشند. برای ارزیابی روش ارائه شده افزایش راندمان یک کمپرسور ده طبقه مورد مطالعه قرار گرفته است. هندسه سه طبقه اول کمپرسور ثابت فرض شده است، هندسه سه طبقه میانی بهینه شده است و چهار طبقه انتهایی فقط باز طراحی زاویه نصب شده اند. بهینه سازی کمپرسور یکبار با فرض طراحی دوباره طبقات میانی و یکبار با فرض طراحی دوباره طبقات میانی و تغییر زاویه نصب طبقات انتهایی انجام شده است. در بهترین شرایط به ترتیب 18/1 و 83/1 درصد افزایش راندمان در دورهای 100 و 95 درصد دور بدست آمده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Optimization of a 10-Stage Axial Flow Compressor Using Streamline Curvature Method with Respect to Aerodynamic Criteria

نویسندگان English

alireza fathi 1
Abdollah Shadaram 2
چکیده English

This paper has been presented a new method for optimum design of multi-stage axial flow compressor blades considering overall performance and stage matching. This tool is made up of an optimization algorithm, a flow solver and a parametric geometry generation system. A two-dimensional streamline curvature code has been improved to evalute the compressor performance parameters and flow field. Design parameters consist of geometrical parameters and aerodynamic performance parameters include the minimum loss of blade and allowable range of incidence. The efficiency increment of a 10-stage compressor has been investigated to evaluate the proposed method. The geometry of three front stages of compressor is fixed, the geometry of three middle stages is optimized and four rear stages have been re-staggered. At the first, compressor is optimized by re-designing middle stages and second, it is optimized by re-designing middle stages and re-staggering rear stages. In best case, compressor efficiency has been improved by 1.18 in nominal speed and 1.83 percent in 95% of nominal speed.

کلیدواژه‌ها English

stage matching
efficiency improvement
aerodynamic constraint