مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه تجربی تاثیر تزریق هوا در از بین بردن استال دورانی در یک کمپرسور محوری

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه علم و صنعت ایران
2 دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
3 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی هوافضا، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
چکیده
در این مقاله، حذف استال دورانی در یک کمپرسور جریان محوری با به کارگیری تزریق هوا در ناحیه نوک ردیف پره، به صورت تجربی مطالعه شده است. بدین‌منظور دوازده انژکتور با فواصل یکسان پیرامون پوسته کمپرسور و در بالادست رتور تعبیه گردیدند. در ابتدا بهبود عملکرد کلی کمپرسور از طریق تزریق هوا به ویژه در نقطه استال بررسی شد. سرعت‌ لحظه‌ای جریان در موقعیت‌های مختلف شعاعی و محیطی به طور همزمان با استفاده از جریان سنجی سیم داغ اندازه‌گیری شده است. داده‌های حاصل از این اندازه‌گیری‌ها به همراه تحلیل‌های فرکانسی سیگنال، برای توصیف فرایند شکل‌گیری استال و نوسانات جریان القا شده حاصل از آن از یک سو، و فرایند از بین رفتن استال حین اعمال تزریق هوا از سویی دیگر ارائه شده است. نتایج نشان می‌دهند که تزریق مقدار کمی هوا در ناحیه نوک پره قادر به اثرگذاری قابل توجهی بر قابلیت افزایش فشار و همچنین حاشیه استال می‌باشد. تزریق کمتر از 1% از دبی جرمی کلی کمپرسور از طریق انژکتورها، موجب بهبود حاشیه استال تا 9% شده است. تزریق هوا در ناحیه نوک پره‌ه باعث شده تا اثرات مفید آن در تمام ارتفاع پره گسترش یابد، خصوصا مادامی که کمپرسور در نزدیکی شرایط استال کار می کند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental investigation of air injection effects on rotating stall alleviation in an axial compressor

نویسندگان English

Reza Taghavi 1
Mohammad Hossein Ababaf Behbahani 2
Ali Khoshnejad 3
چکیده English

Rotating stall alleviation in an axial compressor with deployment of air injection at its rotor blade row tip region has been experimentally investigated. Twelve air injectors had been mounted evenly spaced around the compressor casing upstream the rotor blade row. Initially, improvement of the compressor overall performance has been examined through air injection, especially at stall point condition. Instantaneous flow velocities at various radial and circumferential positions were measured simultaneously utilizing hot wire anemometry. These unsteady results, obtained from these latter measurements together with signal frequency analyses, provided to describe the stall inception process and consequent flow induced fluctuations and also alleviation process of stall during the air injection. Results show that a small amount of air injection at the rotor blade tip region can affect the total pressure rise and specifically can increase the compressor stall margin efficiently. Air injection of less than 1% of the compressor main flow rate through the injectors has caused the stall margin to be improved by 9%. Air injection at the blade row tip has caused its beneficial effects to extend throughout the blade whole span, especially while working at the near stall conditions.

کلیدواژه‌ها English

Axial Compressor
Stall inception
Tip injection
Stall margin