تحلیل و شبیه سازی پدیده ی سرج در طبقه اول کمپرسور محوری توربین گاز Ge-Frame6

یکی از نکات مهم در تحلیل عملکرد کمپرسور تخمین حد سرج است. چنانچه زاویه حمله هوا به هر دلیلی تغییر کند، جت‌های هوا از روی پره جداشده و باعث کوچک شدن سطح مقطع عبوری هوا و تغییر زاویه حمله هوا در پره بعدی می‌شود که به آن استال گویند. این عمل به همین صورت تکرار می‌گردد تا سرتاسر پره‌های یک ردیف را استال فراگیرد، در این صورت در پشت آن ردیف افت فشار روی می‌دهد و هوا از ردیف‌های بعدی که فشار زیادی دارند به سمت منطقه کم فشار برمی‌گردد که به آن سرج گویند. در این مقاله، شبیه‌سازی پدیده‌ی سرج در از پره‌های ردیف اول کمپرسور محوری توربین گاز geframe 6 با زاویه حمله 34 درجه، به صورت گذرا و آشفته با مدل توربولانسی( kw (sst انجام گرفته است. نتایج به دست آمده حاصل از بردارهای سرعت نشان می‌دهد که هنگام بروز سرج جریان معکوس که مهم‌ترین مشخصه وقوع سرج است، رخ داده و جریان به عقب بازمی‌گردد. همچنین در این مقاله، کدنویسی معادلات دیفرانسیل معمولی کوپل‌شده‌ی نرخ تغییرات فشار و جریان برای مقادیر مختلف پارامتر پایداری bانجام گرفته است. مشاهده گردید که به ازای 6/ b=0 که کمتر از مقدار بحرانی است، استال دورانی رخ می‌دهد و فشار به صورت گذرا نوسان کرده و پس از چندین نوسان میرا می‌شود. درحالی‌که به ازای 6/ b = 1 که بیشتر از مقدار بحرانی بوده سرج عمیق رخ می‌دهد و فشار و جریان با دامنه ثابت نوسان می‌کنند.

Analysis and Simulation of Surge Phenomena in the First Stage of Axial Compressor of GE-frame 6 Gas Turbine

One of the important subjects in the analysis of compressor performance is estimating the surge limit. If the angle of attack changes for any reason, air jets separate from the blades and the crosssection area of the passing air becomes small and causes the alteration of the angle of attack in the next stage blades; this phenomenon is known as stall. When stall completed on a row, a pressure drop occurs at the rearward of that row. So, highpressure air goes from the next row to the lower pressure area, which associated with a lot of noise and can cause the failure of the blades which is called surge. In this paper, the numerical simulation of surge in the first stage blades of the axial compressor of GE Frame 6 gas turbine has been done. Simulations are done with a 34 degree angle of attack and kѡ SST turbulence model has been used. Obtained velocity vectors indicate that during the surge, the reverse flow which is the most important characteristic of surge occurs and the flow returns backward. Also, in this paper, the coupled ordinary differential equations of pressure and flow changes for different values of the stability parameter B has been solved. It was found that for B = 0.6, which is less than the critical value, rotating stall occurs and the pressure fluctuations damp after several fluctuations. While for B = 1.6, which is more than its critical value, a deep surge occurs and the pressure and flow disturbances fluctuate with constant amplitudes.