بررسی تاثیر زاویه جریان ورودی بر عملکرد پره لیفت-بالای کمپرسور فشار پایین در توربین گازی

امروزه کاهش مصرف سوخت ویژه موتورهای توربوفن هوایی اهمیت بسیار زیادی یافته است. فن و کمپرسور فشار پایین در موتور توربوفن وزن نسبتا زیادی دارند و کاهش دادن وزن آنها، منجر به افزایش راندمان و کاهش مصرف سوخت ویژه میشود. بدین منظور می بایست تعداد پره های کمپرسور را کاهش داده و بارگذاری روی هر پره را افزایش داد. این مستلزم بکارگیری پره های لیفت-بالا در طراحی است. برای استفاده از پره های لیفت-بالا در طراحی کمپرسور، باید زاویه ورودی و خروجی جریان بهینه شود تا خطر جدایش جریان کاهش یابد. در این مقاله، جریان حول یک نمونه پره لیفت-بالای کمپرسور فشار پایین به روش میانگینگیری رینولدز معادلات ناویر-استوکس با مدل توربولانسی انتقال تنش برشی در هشت زاویه ورودی جریان مختلف از 35° تا 45° در عدد رینولدز 250,000 (بر مبنای سرعت جریان ورودی و طول وتر پره) بصورت دوبعدی شبیه سازی شده است. نتایج نشان میدهد که در زاویه جریان ورودی پایین، ضریب برآ کاهش یافته و کارایی پره تا 7 درصد کم میشود. درحالیکه در زاویه جریان ورودی بالا، حباب جدایش بلند تشکیل شده و سطح زیادی از پره را می پوشاند و موجب کاهش کارایی پره تا حدود 9 درصد میشود. در زاویه جریان ورودی متعادل، ضریب برآ در حالت بیشینه قرار میگیرد و کارایی پره بهینه میشود. به علاوه، اگر حباب جدایش کوتاه روی سطح پره شکل بگیرد، تاثیر قابل توجهی در کارایی پره ندارد.

کلیدواژه ها:

کمپرسور فشار پایین ، پره لیفت-بالا ، افت پروفیل ، حباب جدایش