بررسی عددی و تجربی اثر صلبیت بر روی عملکردآیرودینامیکی کسکید کمپرسور محوری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم وصنعت ایران، تهران، ایران

2 دانشکده مکانیک و هوافضا، دانشگاه ازاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

چکیده

در کار تحقیقاتی حاضر کسکید یک کمپرسور محوری مورد تحلیل عددی و آزمایشگاهی قرار گرفته است. مدل شامل 3 پره روتور یک کمپرسور محوری است که دارای هندسه و پروفیل یکسان NGTE 10C4/30C5 بوده و به صورت موازی با نسبت طول وتر به گام پره یا مقدار صلبیت 2/1 و 8/0 مورد بررسی قرار گرفته‌ است. آزمایشات در یک تونل باد مادون صوت دمشی صورت گرفته است و قبل از انجام آن، اصلاحات در قسمت خروجی تونل باد جهت نصب قسمت محفظه آزمون جدید، مناسب برای تست کسکید، طراحی و سپس ساخته شده است. تدابیر لازم نیز برای امکان عبور پراب سیم داغ از جداره تونل باد و حرکت آن بر روی سطح پره اتخاذ شده است. سطوح مکش و فشار پره مورد تست به تپینگ‌های فشار مناسب مجهز شده است تا از طریق شیلنگ‌های رابط به ترنسدیوسرهای فشار متصل گردند. آزمایشات در موقعیت فاصله‌های مختلف بین پره‌ها انجام پذیرفته و در هر مرحله از تست، پروفیل سرعت روی سطوح مکش و فشار در موقعیت‌های طولی مختلف و توزیع فشار سطحی اندازه‌گیری شده است. به موازات انجام آزمایشات، تحلیل عددی جریان نیز برای حالت‌های مختلف انجام شده و نتایج حاصل با هم مقایسه شده است. ترکیب نتایج حاصل از دینامیک سیالات عددی و اندازه گیری‌های آزمایشگاهی ابزار قدرتمندی برای شبیه‌سازی، طراحی و بهینه‌سازی را در اختیار قرار داده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of Flow Around a 3D Square Cylinder Using Five-hole Probe and Neural Networks Method

نویسندگان [English]

  • R. Eftekhari 1
  • R. Taghavi 1
  • S. M. Nima Shojaee 2
1 Mechanical Engineering Department, Iran University of Science & Technology, Tehran, Iran
2 Mechanical and Aerospace Engineering Department Science and Research Branch of the Islamic Azad University (SRBIAU), Tehran, Iran
چکیده [English]

In the present research, axial compressor blade cascade was analyzed by using numerical and experimental methods. The model includes three rotor blades of an axial compressor having the same geometry and profile of NGTE 10C4/30C5 aligned parallel with a ratio of chord length to the blade pitch (rigidity) 0f 0.8-1.2. The experiments were done in a subsonic wind tunnel. Before the tests, some reforms in the output of the wind tunnel were designed to install a new test section, suitable for cascade testing. The necessary considerations are made to let a hot-wire probe to go through the wind tunnel’s wall move on the surface of the blades. The suction surfaces and pressure of the test blade have been equipped to the suitable tapping of the pressure to be connected through the connector hoses to the pressure transducers. Different situations between the blades were performed and at any stage of testing, the suction surface velocity and pressure profiles were measured in different longitudinal situations and distribution of surface pressure. Parallel with the experiments, the numerical analysis for different modes has been performed and the results were compared to experimental data. Combining the results of CFD and experimental measurements gives us a powerful tool for simulation, design and improvement.

مراجع

[1] Howell, A. R. “Design of Axial Compressors”. Lectures on the Development of the British Gas Turbine Jet Unit Published in War Emergency Issue No. 12 of the Institution of Mechanical Engineers. A.S.M.E. Reprint, (1947): 452-462.
[2] Hayashibara, S., “Cascade flow Simulation and Measurement for the Study of Axial Compressor Loss Mechanism”, Wichita State University, 2003.
[3] Whitehead, D. S, “Force and Moment Coefficients for Vibrating Airfoils in Cascade”, University of Cambridge, 1962.
[4] Ardekani, M.A., “Low Speed Wind Tunnel , Design Principles & Application” . Khajenasir Uni. Tehran , Iran, 2010.
[5] Bruun, H.H., “Hot-Wire Anemometery Principles and signal analysis”,Oxford university press, (1996): 19-127.
[6] Collis, D.C. and Williams, M.J., “Two –dimensional convection from heated wire at low Reynold numbers”.,J.Fluid Mech, 6(1959): 357-384.
[7] Papadopoulos, G and M.V. Otugen “A Simple automated hotwire positioning technique for near-wall measurements”.Experiments in Fluids”, 15 (1993): 459-461.
[8] Athanasiadis, A.N., D.G. Koubogiannis and K.C. Giannakoglou “One- and two-equation turbulence models for the prediction of complex cascade flows using unstructured grids”, 2001.
[9] Kunz, R. F., B. Lakshminarayan, “Computation of Supersonic and Low Subsonic Cascade Flows Using An Explicit Navier-Stokes Technique amd The k-E Turbulence Model”, Department of Aerospace Engineering Pennsylvania State University,1992.
[10] Rodrick V.Chima, “Analysis of Inviscid and Viscouse Flows in Cascades with and Explicate Multiple-Grid Algorithm”, Lewis Research Center Cleveland, Ohio, 1984.
[11] Yaha, S. M.,“Turbines ,Compressors and Fans”,Tata MaGraw-Hill Publishing company Limited , 2002.
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
دوره 49، شماره 1
اردیبهشت 1396
صفحه 3-10

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار