مطالعۀ پارامتری و تحلیل عددی کمپرسور بازتولیدکننده با پره‌های آیرودینامیکی متقارن، برای بهبود عملکرد

کمپرسورها یا دمنده‌های بازتولیدکننده، از نوع کمپرسورهای دینامیکی دوار هستند و قابلیت تولید هد بالا در دبی جریان پایین را دارند و منحنی‌های عملکرد با مشخصات بسیار پایداری دارند. در این مقاله، به بررسی عملکرد کمپرسورهای بازتولیدکننده با پره‌های آیرودینامیکی به‌روش آزمایشگاهی و عددی پرداخته شده است. با استفاده از شبیه‌سازی عددی جریان سیال، اثر استفاده از پره‌های آیرودینامیکی متقارن، تعداد پره‌ها و نیز ارتفاع پره‌ها بر کارایی و عملکرد کمپرسور تحلیل شد. باتوجه‌به پیچیدگی الگوی جریان در این نوع از توربوماشین‌ها، مدل توربولانسی sst به کار گرفته شده است. برای ارائۀ نتایج از اعداد بی‌بعد استفاده شده است تا قابلیت تعمیم و بایگانی داشته باشند. نتایج نشان داد که کاهش ارتفاع پره از 34میلی‌متر به 28میلی‌متر، سبب کاهش نسبت فشار و نیز افت بازدهی می‌شود. مطالعۀ اثر تعداد پره‌ها در نقطۀ طراحی نشان داد که بیشترین بازدهی در نسبت گام به وتر 0.36 اتفاق می‌افتد. پره‌های آیرودینامیکی با زوایای ورودی و خروجی یکسان در 5زاویۀ مختلف 20، 30، 40، 50 و 60درجه مطالعه شدند. براساس آنالیز رگراسیون مشخص شد که زاویۀ بهینه برای پره‌های آیرودینامیکی متقارن، 46درجه است.

Parametric study and numerical analysis of the regenerative compressor with symmetric aerodynamic blades, to improve performance

Regenerative flow compressors or blowers are rotodynamic machines with the ability to produce high heads at low flow rates. They have performance curves with very stable features. By employing numerical simulation of fluid flow, the effect of using symmetric aerodynamic blades, the number of blades, and the height of the blades on the performance and efficiency of the compressor were analyzed. Due to the complexity of the flow pattern in this type of turbomachinery, the SST turbulence model has been applied. Dimensionless numbers have been used to present the results so that they can be generalized and archived. The results showed that reducing the blade height from 34 mm to 28 mm reduces the pressure ratio and also reduces efficiency. The study of the effect of the number of blades at the design point showed that the highest efficiency occurs in the pitchtochord ratio of 0.36. Based on the results of the study of aerodynamic blades with the same inlet and outlet angles, which were presented in five different angles of 20, 30, 40, 50, and 60 degrees, it was found that symmetric aerodynamic blades with an inlet/outlet angle of 46 degrees have the best performance.