مطالعه ی عددی تاثیر تعداد و زوایای پره در یک کمپرسور توربوشارژر بر عملکرد کمپرسور

در این پایان نامه به بررسی عددی اثر تغییر تعداد و زوایای پره های پروانه ی کمپرسور توربوشارژر بر عملکرد کمپرسور پرداخته شده است. این پژوهش به روش عددی انجام شده و برای حل معادلات جریان سیال از روش دینامیک سیالات محاسباتی استفاده شده است. به دلیل اینکه اطلاعات هندسی کمی درباره ی کمپرسور موجود است، برای دستیابی به این اطلاعات، اسکن سه بعدی هندسه ی پروانه و حلزونی کمپرسور توربوشارژر گرت t25 صورت گرفته است. هندسه پس از آماده سازی، در نرم افزار انسیس مدل شده است. معادلات سه بعدی ناویر استوکس و معادله ی انرژی برای این هندسه حل شده اند. از هوا با خواص گاز کامل به عنوان سیال عامل استفاده شده و جریان پایدار می باشد. اثر تغییرات پارامترهای مذکور بر عملکرد کمپرسور در قالب منحنی های نسبت فشار کل و بازده ی آیزنتروپیک بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که پروانه ی کمپرسور مورد نظر با تعداد پره های پیش فرض (6 پره) در محدوده ی وسیعی از دبی جرمی دارای بهترین عملکرد می باشد. همچنین با افزایش و کاهش زاویه ی ورودی پره در لایه ی ریشه تغییر کمی در نسبت فشار کل کمپرسور مشاهده شد. اما، افزایش این زاویه در لایه ی شرود به دلیل تاثیر بیشتر بر سرعت ها باعث افزایش انرژی انتقال داده شده به سیال می شود. با افزایش 9 درجه ای این زاویه در دبی جرمی kg/s 122/0، بازده ی آیزنتروپیک و نسبت فشار کل به ترتیب 67/1 و 7/1 درصد نسبت به کمپرسور اولیه افزایش می یابند. تغییر زاویه ی پره در خروجی بیشترین تاثیر را در منحنی های عملکرد کمپرسور می گذارد. دلیل این امر نقش تعیین کننده ی این زاویه در جهت جریان خروجی است. با کاهش 9 درجه ای این زاویه در دبی جرمی kg/s 124/0 بازده ی آیزنتروپیک و نسبت فشار کل به ترتیب 12/1 و 43/3 درصد نسبت به کمپرسور اولیه افزایش می یابند. در نهایت با استفاده از زوایایی که در آن ها حداکثر بازده و نسبت فشار به ازای کمترین دبی جرمی حاصل می شود، پروانه ای جدید طراحی شده است. نتایج حاصل از تحلیل کمپرسور نهایی نشان دهنده ی تغییر محدوده ی دبی جرمی کارکرد در مقایسه با کمپرسور اولیه می باشد. در دبی جرمی یکسان با کمپرسور اولیه، مقادیر متوسط بازده ی آیزنتروپیک و نسبت فشار کل کمپرسور نهایی به ترتیب 52/6 و 65/6 درصد و قدرت مصرفی کمپرسور 19/6 درصد افزایش می یابند.