تحلیل عددی جریان در کمپرسور و توربین محوری

کمپرسور و توربین جریان محوری یکی از اجزای اصلی اکثر واحدهای توربین گازی می باشند. لذا پیش بینی عملکرد آن ها در پیش بینی عملکرد مجموعه توربین گازی بسیار حائز اهمیت است. معمولا از روش های مختلفی برای تحلیل جریان در توربوماشین ها استفاده می کنند. در این پژوهش از روش یک بعدی برای تحلیل کمپرسور و توربین جریان محوری و همچنین از روش سه بعدی برای تحلیل توربین استفاده شده است. همچنین با استفاده از روش تحلیل بین پره ایی قابلیت نرم افزار cfx برای مدلسازی جریان گذرا سنجیده شده است. همچنین مدل زاویه انحراف با نتایج عددی مقایسه شده است. روش مدلسازی یک بعدی روشی سریع، ساده و دقیق می باشد و به راحتی برای انواع مختلف توربوماشین ها و با هندسه ها و چیدمان های مختلف قابل استفاده است. در این روش با دریافت شرایط ورودی جریان و هندسه، مثلث های سرعت در ورودی و خروجی روتور و استاتور با در نظر گرفتن افت های مختلف، بدست می آید و مشخصات عملکردی مانند بازده، نسبت فشار و کار مخصوص تعیین می گردد. نتایج مدلسازی با نتایج تجربی دو کمپرسور یک و 10 طبقه و همچنین با توربین یک طبقه مقایسه شده است. با توجه به پیشرفت روش های عددی و پیشرفت های چشمگیر در زمینه سخت افزار محاسباتی این قابلیت وجود دارد که جریان درون توربوماشین ها را به صورت سه بعدی شبیه سازی، شناسایی و تحلیل کرد و سپس، راهکارهایی برای کاهش افت ها و افزایش بازده ارائه شود. در این پژوهش با استفاده از کد تجاری cfx، جریان در توربین محوری تحلیل سه بعدی شده است. در نهایت با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی می توان شرایط آزمایشگاهی را مدل کرد. یکی از مهمترین فاکتورها در دقت روش های تحلیل سطح پایین تر مانند کدهای یک بعدی، دو بعدی و حتی شبه سه بعدی، افزایش دقت و محدوده کاری روابط تجربی است. برای این منظور در این پژوهش جریان دو بعدی پره ای در سه دسته پره بررسی شده است.