بررسی عددی و تجربی تأثیر درجه هم‌پوشانی استاتورهای هم‌گرا- واگرا بر عملکرد توربین فراصوت در شرایط پذیرش جزئی

این مقاله بررسی عددی و تجربی تأثیر درجه‌ی هم‌پوشانی استاتورهای هم‌گرا- واگرا بر روی عملکرد توربین فراصوت ضربه‌ای در شرایط پذیرش جزئی را ارائه می‌دهد. مدل مورد مطالعه، یک توربین کوچک با نسبت فشار بزرگ است که به‌منظور تولید کار ویژه بالا در سامانه تغذیه موتورهای سوخت مایع استفاده می‌شود. به‌سبب کم بودن دبی جرمی سیال کاری، توربین در شرایط پذیرش جزئی استفاده می‌شود. استاتور توربین گروهی از نازل‌های هم‌گرا- واگرا می‌باشند که جریان فراصوت را ایجاد می‌کنند. در این کار، ابتدا با استفاده از کد پیش‌بینی عملکرد توربین، پنج استاتور با زوایای چیدمان نازل مختلف طراحی شده و سپس به‌صورت عددی آزمایش شده‌اند. در کد پیش‌بینی عملکرد توربین از رابطه تجربی تصحیح شده راندمان در آزمایشگاه توربینی استفاده شده است که توسط نویسنده طراحی شده است. نتایج کار عددی و کد پیش‌بینی عملکرد توربین با استفاده از نتایج حاصله از آزمایش‌های تجربی صحه‌گذاری شده است. این نتایج نشان می‌دهند که زاویه چیدمان نازل‌ها تأثیر قابل توجهی بر الگوی سه‌بعدی توزیع جریان در پایین‌دست استاتور دارد. در اثر تغییر الگوی جریان، توزیع اتلافات و در نتیجه عملکرد توربین تغییر می‌یابد. مطابق با نتایج کار حاضر، این تغییرات با استفاده از روش‌های طراحی بهینه قابل کنترل است.