بررسی تجربی و عددی اثر پوسته شیاردار بر اغتشاشات جریان نشتی نوک در یک کمپرسور محوری

در این تحقیق به کاربرد شیار محیطی جهت اصلاح عمکرد کمپرسور و کاهش نوسانات جریان نشتی نوک به صورت تجربی و عددی پرداخته می شود. یک شیار سراسری به عمق 1.8 میلی‌متر در مکانی بین 90% تا 108% اندازه وتر نوک رتور در دیواره داخلی پوسته کمپرسور ایجاد شده است. با استفاده از سنسورهای فشار فرکانس بالا (کولایت)، فشار استاتیک لحظه‌ای در روی پوسته در شرایط عملکردی مختلف کمپرسور اندازه‌گیری می‌گردد. نتایج بدست آمده حکایت از افزایش محدوده عملکردی کمپرسور و همچنین نسبت فشار آن با پوسته شیاردار دارد. بررسی فشار استاتیک گذرا نشان دهنده ناچیز بودن نوسانات جریان در منطقه درز نوک در شرایط طراحی می‌باشد بطوریکه فرکانس عبوری پره به عنوان فرکانس غالب در طیف فرکانسی می‌باشد. در شرایط نزدیک استال نوسانات جریان در پوسته صاف افزایش قابل توجهی دارد. در حالی‌که در پوسته شیاردار نوسانات به طور چشم‌گیری کاهش یافته است. به منظور درک اثر شیار پوسته بر ساختار جریان، تحلیل عددی جریان در شرایط نزدیک استال صورت گرفته است. نتایج تحلیل عددی جریان در پوسته صاف نشان دهنده وقوع ورتکس نشتی نوک قوی در لبه حمله پره، انسداد جریان در این منطقه و برگشت جریان در شرایط نزدیک استال دارد. اما اعمال پوسته اصلاح شده منجر به کاهش انسداد جریان و مضمحل شدن سلول استال می‌گردد. این امر از طریق تضعیف جریان نشتی نوک و ایجاد ورتکس نشتی نوک ضعیف‌تر در میدان جریان حاصل شده که در نهایت کاهش نوسانات، تاخیر در وقوع استال دورانی و در نتیجه افزایش حاشیه استال را به همراه دارد.