مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شکل‌گیری و گسترش استال اسپایک در یک رتور کمپرسور محوری سرعت پایین

نویسندگان
1 دانشجوی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
2 دانشکده مهندسی مکانیک - دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
شکل‌گیری استال اسپایک و نحوه گسترش آن در یک کمپرسور محوری سرعت پایین موضوع این مطالعه بوده است. در این راستا اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی بر روی یک تست ریگ کمپرسور محوری سرعت پایین انجام شده است. پارامترهای اندازه‌گیری شامل سرعت و فشار لحظه‌ای جریان در فرآیند آغاز استال می‌باشد. بدین منظور از چندین پراب جریان‌سنج سیم داغ و یک حسگر فشار با پاسخ فرکانسی بالا، برای داده‌برداری استفاده شده است. نوسانات لحظه‌ای سرعت در بالادست ردیف پره نشان می‌دهند که استال اسپایک با جدایش جریان از لبه حمله پره آغاز و در ادامه، جریان جدا شده از سطح پره منجر به ایجاد یک گردابه می‌شود. این ساختار در راستای ارتفاع پره گسترش می‌یابد. سلول استال با سرعتی کمتر از سرعت چرخش رتور، در کمپرسور مورد مطالعه 66% سرعت دورانی، پیرامون محیط کمپرسور منتشر می‌شود. همچنین برای بررسی دقیق‌تر اغتشاشات اسپایک از تبدیل فرکانسی موجک استفاده شده و توانمندی این روش در شناسایی استال اسپایک و جزئیات آن نشان داده شده است. به کمک تحلیل موجک می‌توان با نمایش تغییرات زمانی فرکانس‌ها، پدیده‌های غالب در فرایند گذار سیستم از عملکرد پایدار به شرایط وقوع استال را نشان داد
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation of Spike Stall Inception and its Propagation in a Low Speed Axial Compressor Rotor

نویسندگان English

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

Investigation of spike stall formation and its propagation in a low-speed axial-flow compressor is the main aim of this study. Experimental measurements are performed in a low speed axial compressor test rig. Measurement parameters include instantaneous velocity and static pressure at the stall inception process. For this purpose several hot wire probes and a high response pressure transducer is used in data acquisition procedure. Instantaneous fluctuations of velocity at upstream of the blade row show that spike stall inception is accompanied by flow separation from the leading edge of the rotor blade and formation of a vortex subsequently. This vortical structure extends over the blade span. Stall cell propagates with a circumferential speed lower than rotor wheel speed which is equal to 66% of rotational speed in this compressor. Furthermore, wavelet frequency analysis is employed for detail investigation of spike disturbances and capability of this method in distinguishing the spike stall is presented. Wavelet analysis, by representing the temporal variation of frequency spectrum, shows dominant phenomena in the transient process from stable operation to the stall inception condition.

کلیدواژه‌ها English

Axial Compressor
Rotating Stall
Wavelet transform
Hot wire Anemometry