اثر فاصله نوک پره بر عملکرد یک فن محوری خلاف‌گرد

در این پژوهش، عملکرد یک فن محوری خلاف‌گرد به‌صورت تجربی و با استفاده از شبیه‌سازی عددی مورد ارزیابی قرار گرفته است. عملکرد فن در شش پیکربندی مختلف با مقادیر متفاوت فاصله نوک پره تحلیل شده است. فاصله نوک پره برای روتور اول و دوم به‌صورت درصدی از ارتفاع پره تعریف شده و شامل حالت‌های 4%-4%، 4%-2%، 2%-4%، 2%-2%، 1%-1% و بدون فاصله نوک پره است.بررسی جریان در ناحیه نوک پره نشان می‌دهد که با افزایش فاصله نوک، شدت جریان نشتی و گردابه نشتی نوک پره افزایش می‌یابد. این گردابه موجب تغییرات چشمگیر در میدان فشار استاتیک سطح مکش پره شده و نواحی با افت محسوس فشار استاتیک را در این سطح ایجاد می‌نماید. با بزرگ‌تر شدن فاصله نوک، کمینه فشار استاتیک در سطح مکش به پایین‌دست پره منتقل می‌شود. به‌علاوه، در مسیر جریان نشتی نوک پره، کاهش قابل‌توجهی در فشار کل مشاهده می‌گردد.یافته‌ها نشان می‌دهد که در نقطه عملکرد با فشار ثابت، کاهش فاصله نوک پره موجب افزایش دبی جریان عبوری از فن می‌شود و در نقطه عملکرد با دبی ثابت، فاصله نوک کمتر باعث افزایش فشار خروجی می‌گردد. حذف کامل فاصله نوک پره نیز محدوده عملکرد پایدار فن را تا 14.4% بهبود می‌بخشد.بررسی اثر متقابل فاصله نوک هر روتور نشان می‌دهد که افزایش فاصله در یک ردیف، جریان نشتی همان ردیف را افزایش می‌دهد. تغییر فاصله نوک روتور دوم تاثیر چندانی بر روتور اول ندارد، اما افزایش فاصله نوک روتور اول موجب افزایش جریان نشتی در روتور دوم نیز می‌شود.

the effect of tip clearance on the performance of an axial contra-rotating fan

in this study،the performance of a contra-rotating axial fan is investigated through experimental measurements and numerical simulations. the fan performance is analyzed under six configurations with varying tip clearance values. tip clearance for the first and second rotors is defined as a percentage of blade height for the following cases: 4%-4%،4%-2%،2%-4%،2%-2%،1%-1%،and zero clearance.examination of the flow structure in the blade tip region reveals that as tip clearance increases،the tip leakage flow intensifies and the tip leakage vortex strengthens. the tip vortex significantly alters the static pressure field on the suction surface،creating regions of pressure drop. with larger tip clearance،the minimum static pressure on the suction surface shifts further downstream،and total pressure decreases along the leakage path.results indicate that under constant-pressure conditions،reducing tip clearance increases the flow rate through the fan. at the constant-flow operating point،fans with smaller tip clearance generate higher outlet pressure. furthermore،completely eliminating tip clearance improves the fan's stable operating range by up to 14.4%.interaction effects of tip clearance between rotors are also examined. increasing tip clearance in a given rotor row enhances leakage flow within the same row. variation of the second rotor's clearance has little effect on the first rotor،whereas increasing the first rotor's clearance also raises leakage flow in the second rotor