بررسی پدیده سرج در کمپرسور توربین گازی

یکی از ناپایداری های مهم در عملکرد کمپرسور رخداد سرج است که وقوع آن سبب کاهش راندمان و ایجاد خسارت در سیستم تراکم می شود. پیش بینی رفتار کمپرسور در شرایط خارج از نقطه طراحی مانند سرج نیازمند مدل سازی و شبیه سازی رفتار سیستم تراکم و ارتباط بین عوامل موثر بر آن است. در این پایان نامه، مدل‏سازی سیستم تراکم انجام شده و معادله های حاکم و پارامترهای اساسی موثر در سرج مشخص شده است. جهت انجام شبیه‏سازی، معادله‏های غیرخطی استخراج شده به طور همزمان حل شده و عملکرد سیستم تراکم در نقاط خارج از طرح پیش‏بینی و تحلیل شده است. نتایج حاصل از شبیه‏سازی با نتایج به دست آمده از بررسی تجربی یک سیستم تراکم مقایسه شده و مشخص شد که مدل ارائه شده، به شکل مناسبی عملکرد سیستم را پیش‏بینی می-نماید. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که پارامتر پایداری استخراج شده در مدل که تابع هندسه و دور سیستم تراکم می‏باشد، عامل تعیین کننده در ورود سیستم به سرج است. بنابراین این پارامتر باید در طراحی سیستم تراکم مورد توجه قرار گیرد به‏طوری‏که در هر سیستم با رسیدن به مقدار مشخصی از آن، سرج آغاز گشته و با افزایش آن، شدیدتر خواهد شد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با کاهش هرچه بیشتر دبی جریان، تمایل سیستم به رخداد سرج افزایش یافته و به سمت سرج عمیق‏ پیش خواهد رفت. همچنین مدل سازی و شبیه سازی رخداد سرج در حالت دور متغیر کمپرسور بررسی شد که نشان دهنده تغییر رفتار سیستم تراکم نسبت به حالت دور ثابت بوده به‏نحوی که یک فاصله زمانی بین نوسان های متوالی سرج ایجاد شده که در آن دامنه ناپایداری در سیستم کاهش می یابد. همچنین روش جدیدی که در این تحقیق استفاده شده است، مدل سازی مرحله به مرحله برای کمپرسورهای چندمرحله‏ای و شبیه‏سازی رفتار هریک از مراحل طی رخداد سرج می باشد که نتایج آن نشان می‏دهد هرچه جریان در مراحل کمپرسور رو به جلو می‏رود، تاثیر سرج بر آن بیشتر شده و ناپایداری شدیدتر خواهد شد.