شبیه‌سازی و آزمودن رفتار سیال در کمپرسور برای بازطراحی در منطقه عملیاتی نار جهت برداشت و انتقال گاز به پالایشگاه جم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مکانیک، واحد خمینی‌شهر، دانشگاه آزاد اسلامی، خمینی شهر، اصفهان

2 کارشناسی ارشد ، واحد خمینی‌شهر، دانشگاه آزاد اسلامی، خمینی شهر، اصفهان

چکیده

با توجه به نیاز بازطراحی کمپرسور ۴ مرحله‌ای نار، تحلیل دینامیکی سیال در روتور کمپرسور ضروری است. ازآنجایی‌که دسترسی به این‌گونه کمپرسورها در عمل بسیار سخت است با تهیه یک مدل کامل از روتور کمپرسور به‌وسیله ابعاد برداری و نقشه‌کشی و مدل سه‌بعدی، شبیه‌سازی رفتار سیال بر روتور شامل پروفیل فشار بین پره‌ها و دبی حجمی و دمای خروجی حاصل می‌شود. نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج تجربی از عملکرد کمپرسور حاضر شامل انواع داده‌های مختلف کارکرد کمپرسور مقایسه شده است. سپس با شبیه‌سازی کمپرسور بازطراحی، عملکرد آن مورد بررسی قرار می‌گیرد. طبق نتایج به‌دست‌آمده ماکزیمم عدد ماخ در ورودی پره‌ها و در دیفیوزرها نیز در ورودی دیفیوزرها اتفاق می‌افتد، لذا برای کنترل عدد ماخ کافی است که عدد ماخ را فقط در ورودی پره و ورودی دیفیوزر کنترل کرد. همچنین می‌توان ایملپر مرحله آخر را حدود ۱۰ درصد کوتاه‌تر در نظر گرفت. از نتایج حاصله در حصول استحکام و عمر کارکرد روتور بازطراحی شده استفاده می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Simulation and testing of fluid behavior in the compressor for redesign in the operational area of Nar

نویسندگان [English]

  • Majid Jabbari 1
  • Davood Naghiha 2
1 Assist. Prof., Department of Mechanical Engineering, Khomeinishahr Branch, Islamic Azad University, Khomeinishahr/Isfahan, Iran
2 Master, Department of Mechanical Engineering, Khomeinishahr Branch, Islamic Azad University, Khomeinishahr/Isfahan, Iran
چکیده [English]

According to the need to redesign the 4-stage compressor, dynamic analysis of the fluid in the compressor rotor is needed. Since it is very difficult to access such compressors in practice, by preparing a complete model of the compressor rotor by drawing and mapping and a three-dimensional model, simulating the behavior of the fluid on the rotor including the pressure profile between the blades and the flow rate. volume and output are obtained. The results of the simulation have been compared with the experimental results of the current compressor performance including different types of compressor performance data. Then, by simulating the redesigned compressor, its performance is investigated. According to the obtained results, the maximum Mach number occurs at the inlet of the blades and in the diffusers also at the inlet of the diffusers, therefore, to control the Mach number, it is sufficient to control the Mach number only at the inlet of the blade and the inlet of the diffuser. It is also possible to consider the last stage Impeller about 10% shorter. The obtained results are used to obtain the strength and service life of the redesigned rotor.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Compressor
  • Rotor
  • Fluid Dynamic
  • Redesign

Smiley face

مراجع

  1. 1.HamzaZahed, A., and Bayomi, N. N. “Design Procdure of Centrifugal Compressor”, J. Science. Tech. Vol. 10, No. 17, pp. 77-91, 2014.

    1. Marefat, H. A., Shahhosseini, M. R., and Ashjari, M. A. “Adapted Design of Multistage Centrifugal Compressor and Comparison with Available Data”, Int. J. Mat. Mech. Man. Vol. 1, No. 2, 2013.
    2. Kurauchi, S. K., and Barbosa, J. R. “Design of Centrifugal Compressor for natural gas”, Ther. Eng. Vol. 12, No. 2, pp. 40-45, 2013.
    3. Ding, M. Y., Groth, C., Kacker, S., and Roberts, D. “CFD Analysis of Off-design Centrifugal Compressor Operation and Performance”, ASME. Turbo. Expo, 2006.
    4. Li, P. Y., Gu, C. W., and Song, Y. “A New Optimization Method for Centrifugal Compressors based on 1D Calculations and Analyses”, Energies. Vol. 8, pp. 4317-4334, 2015.
    5. Ismail, K.A.R., Roselen, C.V.A.G., Benevenuto, F. J., and Lucato, D. “Small Radial Compressors: Aerodynamic Design and Analysis”, Int. J. Rot. Mach. Vol. 4, No. 3, pp. 189-200, 1998.
    6. Czarnecki, M. “Reverse Enginnering of Centrifugal Compressor Flow Map”, J. Kones. Power. Transport. Vol. 21, No. 4, 2014.
    7. Govoruschenko, L. M. U., Pagur, P., and Romaneko, L. “Integrated Conceptual Design Environment for Centrifugal Compressors Flow Path Design”, Proceedings, IMECE2008-69122, 2008.

    9. Shahani, A.,  and Ismailpour Hajilak, Z,. "Simulation of crack growth in T56 jet engine compressor blade using Raju-Newman semi-analytical method", Mechanik Modares. Volume 17, Number 11, pp. 21-30 February 2016.

    1. Galerkin, Y., Rekstin, A., and Soldatova, K. “Aerodynamic Designing of Supersonic Centrifugal Compressor Stages”, Inter. J. Mech. Aero. Ind, Mech. Man. Eng. Vol.9, No.1, 2015
    2. Albusaidi, W., and Pilidis, P. “An Iterative Method to Derive the Equivalent Centrifugal Compressor Performance at Various Operating Conditions: Part I: Modelling of Suction Parameters Impact”, J. Energies. Vol. 8, pp. 8497-8515, 2015.
    3. Reid, L., and Moore, R.D. “Design and Overall Performance of Four Highly-Loaded, High-Speed Inlet Stages for an Advanced High-Pressure-Ratio Core Compressor”, NASA. TP. 1337, 1978.
    4. Menter, F.R., Langtry, R., and Hansen, T. “CFD Simulation of Turbo machinery Flows Verification, Validation and Modeling”, Euro Cong. Comp. Meth. Applied Sciences. Eng. 2004.
    5. Dunham, J. “CFD Validation for Propulsion System Components”, Agard-AR-355, 1998.
    6. ANSYS, Ltd. “CFX-5 Reference Guide”, Waterloo, Ontario, Canada, 2004.
مکانیک سیالات و آیرودینامیک
دوره 12، شماره 1 - شماره پیاپی 31
بهار و تابستان 1402
شهریور 1402
صفحه 13-26

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 19 اسفند 1401
  • تاریخ بازنگری: 31 تیر 1402
  • تاریخ پذیرش: 07 مرداد 1402
  • تاریخ انتشار: 03 شهریور 1402

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار