بررسی عددی ساختار جریان نشتی نوک در روتور کمپرسور محوری گذر‌‌صوت در شرایط عملکردی مختلف

در این مقاله، به بررسی ساختار جریان نشتی نوک در روتور یک کمپرسور محوری گذرصوت در شرایط عملکردی مختلف پرداخته می‌شود. نتایج بر اساس شبیه سازی عددی جریان لزج به صورت سه‌بعدی با حل معادلات ناویر-استوکس، پیوستگی و انرژی و با استفاده از نرم افزار تجاری انسیس سی. اف. ایکس ارائه گردیده است. در ابتدا، به منظور اعتبارسنجی نتایج حاصله، منحنی عملکردی با استفاده از شبیه سازی حاضر استخراج و با نتایج تجربی مقایسه گردیده است که تطابق خوبی مشاهده می‌شود. در ادامه، نتایج برای سه دبی عملکردی شامل شرایط طراحی، شرایط خفگی و شرایط نزدیک به استال استخراج و با یکدیگر مقایسه گردیده اند. نتایج نشان می‌دهند که با کاهش نرخ دبی جرمی از شرایط خفگی به شرایط نزدیک استال، جریان نشتی نوک تقویت گردیده و در مقابل جریان اصلی مقاومت کرده و منجر به ایجاد افت بیشتر می‌گردد. به علاوه با توجه به رخداد شوک در نزدیکی نوک، مشاهده می‌گردد که با کاهش دبی جریان، موقعیت رخداد شوک به سمت بالادست حرکت می‌کند. برخورد جریان نشتی نوک، شوک و جریان اصلی ساختار پیچیده ای را در شرایط نزدیک استال ایجاد می‌کند که موجب افزایش شدید آنتروپی، رخداد جریان‌های گردابی و انسداد در مسیر جریان می‌گردد.