تأثیر شیارهای محیطی بر عملکرد یک کمپرسور گذر صوتی

Abstract

در این مقاله به مطالعه عددی اصلاح پوسته با استفاده از شیارهای محیطی در یک فن گذرصوتی پرداخته شده است. چهار شیار محیطی در بالای یک پره ناسا 67 قرار داده شده و شبیه‌سازی‌های گذرا از نقطه خفگی تا نزدیکی واماندگی صورت گرفته است. نتایج نشان می‌دهد شیارهای محیطی باعث کاهش زاویه برخورد در لبه حمله پره می‌شوند. علاوه بر این، شوک ایجاد شده و جریان نشتی نوک پره به پایین دست جریان رانده می‌شوند. همچنین شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که شیارهای محیطی دو اثر بر روی میدان جریان انتهای پره دارند: 1- باعث افزایش مومنتوم در جهت جریان می‌شوند (جریان از پایین دست شیارها وارد و از بالادست آنها خارج و به جریان اصلی تزریق می‌شود). 2- باعث ایجاد یک مسیر جریان بین سطوح فشاری و مکشی در نوک پره (و در نتیجه کاهش اختلاف فشار این سطوح) می‌شوند. در واقع جریان در نزدیکی سطح فشاری به شیارها وارد و در سطح مکشی به گذرگاه پره تزریق می‌شود. در پژوهش حاضر مشاهده شد که خصوصا در نزدیکی نقطه واماندگی، میدان جریان در شیارها بسیار ناپایا است. نتایج نشان داد که بیشترین رفتار ناپایا در اولین شیار است که تغییرات زمانی دبی جرمی عبوری از این شیار در حدود 30 درصد میانگین زمانی دبی جرمی آن است. در نتیجه به منظور شبیه‌سازی اصلاح پوسته کمپرسور باید از حل ناپایا استفاده کرد و حل دائمی کافی نیست.