استال و موج در یک کمپرسور گریز ازمرکز

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

استال و موج در یک کمپرسور گریز ازمرکز

پست توسط rohamavation »

من در اینجا به سوال مشابهی برخورد کرده ام. اگرچه پاسخ توضیح زیادی در مورد چرایی آن نمی دهد و تا حدودی مبهم است. من خوانده ام که کمپرسور گریز از مرکز می تواند افزایش فشار بالاتری در هر مرحله نسبت به کمپرسور محوری داشته باشد. بنابراین از نظر فنی آنها کمتر مستعد رکود و موج هستند.
چگونه استال و موج در یک کمپرسور گریز از مرکز با آنچه در کمپرسور محوری رخ می دهد متفاوت است. چه سناریوهایی وجود دارد که یک کمپرسور گریز از مرکز از کار می افتد و/یا افزایش می یابد (آیا این سناریوها مانند آن سناریوها در کمپرسور محوری است. اگر چنین است، من یک ایده تقریبی دارم)؟ و اولین بار در کجای کمپرسور گریز از مرکز (پروانه یا دیفیوزر) استال/سرج رخ می دهد؟
آیا به این دلیل است که تیغه های روتور کمپرسورهای گریز از مرکز مانند ایرفویل عمل نمی کنند؟
دلیل آن به اصل عملکرد کمپرسورها برمی گردد - کمپرسور گریز از مرکز، همانطور که از نامش پیداست، به سرعت به دور خود می چرخد و نیروی گریز از مرکز هوا را فشرده می کند. همانطور که در تصویر زیر می بینید، پره های پروانه یک کمپرسور گریز از مرکز فقط به فشار دادن هوا در یک دایره (بر خلاف ایرفویل) کمک می کند و نیروی گریز از مرکز فشرده سازی را انجام می دهد: کمپرسور گریز از مرکز به رنگ آبی دایره شده است. همانطور که می بینید، هنگامی که پروانه می چرخد، هوا را به طرفین فشار می دهد. توضیحات تصویر را در اینجا وارد کنید
تصویر
یک کمپرسور محوری دارای پره هایی است که مانند روتورهای کوچک کار می کنند (که در واقع فقط بال های چرخان هستند) - روتورها هوا را شتاب می دهند و استاتورها دوباره هوا را کاهش می دهند و از انرژی جنبشی برای فشرده سازی گاز استفاده می کنند. درست مانند بال ها، این تیغه ها می توانند هر زمان که جریان ورودی به اندازه کافی مختل شود، متوقف شده و عملکرد خود را از دست بدهند (به طوری که زاویه حمله محلی بخشی از تیغه برای شرایط جریان محلی داده شده بیش از حد بالا باشد). این استال می تواند به طور بالقوه به تیغه های دیگر یا کل موتور سرایت کند.
همانطور که گفتید، پره های یک پروانه در یک کمپرسور گریز از مرکز مانند ایرفویل کار نمی کنند (در عوض، آنها فقط می چرخند و هوا را به اطراف فشار می دهند، مانند یک گردان)، بنابراین اگر با اختلالات جریان هوا مواجه شوند، مانند ایرفویل متوقف نمی شوند. یک ایرفویل خواهد بود. البته، اگر اختلال در جریان هوا چیزی شبیه محدود کردن شدید جریان هوا باشد، کمپرسور افزایش می‌یابد، اما این در عمل نادر است.
بنابراین، در مقایسه با یک کمپرسور گریز از مرکز، که نیاز به محدود کردن جریان هوا دارد، بسیار ساده‌تر است که یک کمپرسور محوری را به حالت افزایش یا توقف درآورید (فقط با ایجاد مزاحمت زیاد در جریان هوا).
پاسخ شما در مورد قسمت افزایشی که جزئیاتی در مورد توقف ندارد پاسخ داد. همچنین آیا فقط این است که نیروی گریز از مرکز هوا را فشرده می کند و در نتیجه آن را کمتر افزایش می دهد؟ من از متنی خوانده ام که پروانه می تواند متوقف شود و همچنین امکان استال چرخشی در کمپرسور گریز از مرکز در زیر منطقه پایدار کار وجود دارد. همچنین موج از مسیر عبور دیفیوزر شروع می شود و برای به حداقل رساندن آن تعداد پره ها در دیفیوزر کمتر از تعداد پره ها در پروانه نگه داشته می شود. من اینها را در کتاب درسی خواندم و ممکن است اینها نکاتی باشد که می توانید اضافه کنید. همچنین این فقط چند خطی است که خوانده ام، دلایل آن را نمی دانم. –
رای یک سیستم تراکمی که در شرایط عادی کار می کند، کاهش جرم جریان منجر به افزایش افزایش فشار می شود. با کاهش مداوم جریان جرمی، به نقطه حداکثر نسبت فشار می‌رسید که پس از آن کمپرسور متفاوت عمل می‌کند. این می تواند باعث توقف آیرودینامیکی در جریان و کاهش عملکرد شود.
استال چرخشی (اغلب به آن استال گفته می شود) یک مکانیسم عملیاتی پایدار است که به کمپرسور اجازه می دهد تا با جریان جرم بسیار کوچک سازگار شود و بر عملکرد کلی تأثیر می گذارد. برخی از مناطق متوقف به نام "سلول" ظاهر می شوند که جریان بسیار کمی دارند (سرعت کم). می توان این را با استال روی ایرفویل ها مقایسه کرد، اما انسداد ناشی از سلول ها بر بروز تیغه های مجاور (یا ردیف های پایین دست) تأثیر می گذارد. توجه داشته باشید که استال (اغلب در واقع) می تواند قبل از افزایش موج باشد، اما نه همیشه.
سرج فرآیندی ناپایدار است که در آن میانگین جریان جرمی حلقوی با زمان و به صورت چرخه ای تغییر می کند. کمپرسور از یک فاز بدون توقف به فاز متوقف می شود و دوباره برمی گردد. این ناپایداری جریان نه تنها مربوط به کمپرسور به تنهایی بلکه در کل سیستمی است که در آن کار می کند. معمول است که این را با یک دریچه گاز مدل کنید (تصویر زیر را ببینید).
در منطقه عملیاتی اسمی، کمپرسور بدون قید و شرط پایدار است زیرا خطوط کمپرسور و دریچه گاز رفتار «مخالف» دارند. کاهش اندک در جریان جرم منجر به افزایش افزایش فشار از طریق کمپرسور و کاهش افت فشار در گاز می شود. بنابراین، جریان تا زمان تعادل شتاب می گیرد.
در منطقه ناپایدار، دریچه گاز تغییرات افزایش فشار را به دلیل جریان جرمی ناپایدار جبران نمی کند.
برای پاسخ به سوال شما، مکانیسم هایی که قبلا ارائه شده اند برای هر سیستم فشرده سازی معتبر هستند.
در واقع، کمپرسورهای گریز از مرکز گاهی اوقات به دلیل عدم تقارن پایین دست، با استال کار می کنند: نزدیک نوک القاء کننده یا روی پروانه. اما آنها می توانند حتی با وجود توقف پایدار باقی بمانند، و احتمال وقوع افزایش کمتر است.
دلیل این امر این است که بخش بزرگی از فشرده سازی توسط اثرات گریز از مرکز با یا بدون استال چرخشی انجام می شود. خط کمپرسور در ناحیه متوقف شده (در نمودار قبلی) احتمالاً صاف تر است (وبنابراین پایدارتر) برای یک گریز از مرکز.
کار انجام شده توسط یک کمپرسور را می توان با قضیه اویلر تخمین زد (با در نظر گرفتن گشتاور ورودی/خروجی تکانه):
این به دو روش برای انجام کار از طریق کمپرسور اشاره دارد: جریان انحراف (V تتا) و/یا بزرگ کردن بخش (شعاع r). آخرین مورد آشکارا مربوط به نیروهای گریز از مرکز است.
اگر استال رخ دهد، انحراف (V تتا) حداقل به صورت موضعی تحت تأثیر قرار می گیرد (زیرا استال چرخشی یک پدیده سه بعدی غیر متقارن است). برای کمپرسور محوری، بیشتر افزایش فشار توسط انحراف انجام می شود. این برای کمپرسور گریز از مرکز چندان مهم نیست
تصویر

ارسال پست