شبیه سازی عددی اثر لقی نوک پره بر عملکرد کمپرسور جریان محوری

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی هواقضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران

2 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران

چکیده

در این مقاله با استفاده از شبیه سازی عددی به اثرات لقی نوک پره روتور 37 ناسا بر عملکرد کمپرسور جریان محوری و پارامترهای موثر، نمودار عملکرد و بازدهی کمپرسور در محدوده عملیاتی کمپرسور پرداخته شده است. در این مقاله علاوه بر لقی استاندارد مربوط به طراحی پره اثرات مربوط به افزایش و کاهش اندازه لقی نوک پره نیز مورد بررسی قرار گرفت. برای حل عددی از حالت پایدار ،تراکم پذیر و برای شبیه سازی آشفتگی جریان از مدل توربولانسی k-ε استفاده گردید. به منظور اعتبار سنجی استقلال حل عددی از مش از معیار شاخص همگرایی شبکه(GCI) استفاده شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]   Bringhenti, C., and Barbosa, J.R., "Effects of Turbine Tip Clearance on Gas Turbine Performance", Proceedings of ASME Turbo Expo Berlin, Germany: Power for Land, Sea and Air, GT2008, (2008).

 

[2]   Beheshti, B.H., Farhanieh, B., Ghorbanian, Teixeira, K.J.A., and  Ivey, P.C., "Calculation of Tip Clearance Size Effects for the NASA Rotor 37 Compressor Blade", 13th Annual (International) Mechanical Engineering Conference, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran, ( 2005).

 

[3]   Sheldon, K.E., "Analysis Methods to Control Performance Variability and Costs in Turbine Engine Manufacturing", Master Thesis, Department of Mechanical Engineering, Virginia Polytechnic and State University, (2001).

 

[4]   Javier, A., Kypuros, K., and Melcher, J., "A Reduced Model for Prediction of Thermal and Rotational Effects on Turbine Tip Clearance", National Aeronautics and Space Administration, Glenn Research Center, NASA TM 212226, (2003).

 

[5]   Smith, G. D. J., and Cumpsty, N. A., "Flow Phenomena in Compressor Casing Treatment", ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 106,  pp. 532-541, (1984).

 

[6]   Chima R. V., "Calculation of Tip Clearance Effects in a Transonic Compressor Rotor", ASME Journal of Turbomachinery, Vol. 120, pp. 131-140, (1998).

 

[7]   Dunham, J., "Cfd Validation for Propulsion System Components", AGARD Advisory Report 355, (1998).

 

[8]   Reid, L., and Moore, R. D., "Design and Overall Performance of Four Highly Loaded, High-speed Inlet Stages for an Advanced High-pressure-ratio Core Compressor", NASA TP 1337, (1976).

 

[9]   Ansys Turbo Grid Tutorials, Release 15.0. ANSYS, Inc, (2013).

 

[10]  Celik, I. B., Ghia, U., Roache, P. J., Freita, Ch. J. S., Coleman, H., and Raad, P. E., "Procedure for Estimation and Reporting of Uncertainty due to Discretization in CFD Applications", ASME Journal of Fluids Engineering, Vol. 130, No. 7, 078001, (2008).

 

[11]  CFX Limited, Waterloo, Ontario, Canada, "CFX-TASCFlow Theory Documentation",       Section 4.1.2, Version 2.12, (2002).

 

[12]  Gourdain, N., Wlassow, F., and Ottavy, X., "Effect of Tip Clearance Dimensions and Control of Unsteady Flows in a Multi-stage High-pressure Compressor", ASME Journal of Turbomachinery, Vol. 134, No. 5, 051005, (2012).

 

[13]  Bae, J., Breuer, K.S, and Tan, C.S., "Active Control of Tip Clearance Flows in Axial Compressors", Journal of Turbomach, Vol. 127, No. 2, pp. 352-362, (2005).