ارائه یک مدل به منظور پیش‌بینی رفتار ناپایای سلول واماندگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 انستیتوی مکانیک و دینامیک سیالات، دانشگاه فرایبرگ، فرایبرگ، آلمان

چکیده

در این مقاله یک مدل ریاضی جدید بر پایه مدل مور به منظور پیش‌بینی سرعت سلول‌های واماندگی توسعه داده شده است. مدل توسعه داده شده توانایی مدل‌سازی رفتار ناپایای سلول‌های واماندگی (تغییرات سرعت و شتاب سلول‌ها) را دارا است. این در حالی است که مدل مور فقط قابلیت پیش‌بینی سرعت نهایی سلول واماندگی را دارد. فرضیات صورت گرفته در این پژوهش مانند شمای کلی سیستم، تأخیرهای زمانی در کانال‌های ورود و خروج و همچنین اغتشاشات کوچک مانند مدل مور در نظر گرفته شده است. در مدل توسعه داده شده ضریب افزایش فشار در زمان بروز واماندگی گردان برای روتور و استاتورها به صورت یک تابع دیفرانسیل مرتبه دو در نظر گرفته شده‌ است که قابلیتهای بیشتری به مدل می‌دهد. مقایسه نتایج آزمایشگاهی و مدل توسعه داده شده نشان می‌دهد که مدل توسعه داده شده رفتار ناپایای سلول‌های واماندگی گردان را با دقت خوبی پیش‌بینی می‌نماید. به علاوه، مدل حاضر قابلیت بررسی اثر پارامترهایی مانند زاویه استگر، تعداد طبقات کمپرسور و تعداد سلول‌های واماندگی بر سرعت اولیه سلول واماندگی و شتاب آن‌ را دارا می‌باشد. همچنین مدل حاضر پیشنهاد می‌کند که واماندگی گردان کاملاً توسعه یافته زمانی تشکیل می‌شود که تعداد سلول‌های واماندگی به 1 برسد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A Theory for Predicting Stall Cell Transient Behavior

نویسندگان [English]

  • Hossein Khaleghi 1
  • Mohammad Javad Shahriyari 1
  • Martin Heinrich 2
1 Department of Aerospace Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran 15875-4413, Iran
2 Institute of Mechanics and Fluid Dynamics, Technische Universität Bergakademie Freiberg, 09599 Freiberg, Germany
چکیده [English]

In this paper a new model is developed for rotating stall in low speed axial compressors and fans. The theory is developed from Moore’s theory. The modified model makes it possible to predict the transient behavior of the stall cells, which is not possible with Moore’s theory. The general assumptions such as the layout of the compression system, the lags in the entrance and exit ducts and the small disturbances are assumed to be similar to those of Moore’s theory. However, a second order hysteresis is used in the current work for the pressure rise of the rotor and stator rows. Comparing the experimental results with the theory shows that the modified model can predict the transient behavior of the stall cells fairly accurately. Furthermore, the current model makes it possible to study the effects of different parameters such as the stagger angle, number of stages and number of stall cells. It has been suggested in the current study that the number of stall cells should reduce to one in a fully developed rotating stall pattern.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rotating stall
  • Stall cell speed
  • Axial compressor
  • Moore&rsquo؛ s theory