مطالعه عددی پدیده سرج با مدل توربولانسی k-εدر کمپرسورهای جریان محوری

Abstract

کاربرد کمپرسور­های محوری در فرآیند­های آیرودینامیکی به علت وجود ناپایداری جریان سیال در دبی­های جرمی کم، محدود است. از جمله این ناپایداری‌­ها پدیده سرج است. در کار حاضر تحلیل سه بعدی غیر دائم معادلات ناویر استوکس به کمک نرم افزار فلوئنت در توربو­ماشین­های چند مرحله‌­ای با استفاده از مدل توربولانسی (k −ε) و نوع SKEمطالعه شده است. نتایج نشان دادند این مدل در مقایسه با انواع معمولی، برای مسائل توربوماشین­ها دارای دقت بهتر و نرخ همگرایی سریع­تری است و در بررسی رفتار سیستم تراکمی برای نقاط عملکرد متفاوت کمپرسور، هنگام بروز پدیده سرج و تغییرات نوسانات فشار و دبی جرمی با گذشت زمان، دقت قابل قبولی دارد. به طوریکه نرخ متوسط دبی جرمی محاسبه شده برای روتور ناسا ۶۷ در مطالعه حاضر و مدل SKE برابر (kg/s) ۲۳_/۳۴ است و داده‌­های آزمایشگاهی مقدار (kg/s) ۶۱_/۳۴ را نشان می­دهد. همچنین مشخص شد که در شرایط سرج با افزایش دور طراحی نوسانات کاهش زیادی خواهند داشت.