تحلیل یک بعدی و بررسی پارامتریک برخی متغیر های طراحی پروانه کمپرسور پرخوران در موتورهای احتراق داخلی

استفاده از پرخوران‌ها افزایش چشمگیری در صنعت خودروسازی دارند. یکی از اجزای اصلی آن‌ها پروانه ها می باشند که نقشی کلیدی در بازدهی و عملکرد کمپرسورها دارند. لذا در این پژوهش به بررسی پارامتریک متغیرهای طراحی پروانه ها در عملکرد کمپرسورهای گریز از مرکز پرداختیم. در این پژوهش، ابتدا همه اجزای کمپرسور پرخوران یک موتور 4 استوانه به عنوان مبنا طراحی و عملکرد آن توسط نرم افزار cfturbo ارزیابی گردید. سپس با پارامتریک کردن متغیرهای مورد نظر، به ارزیابی تاثیر هر یک از متغیرها بر عملکرد کمپرسور پرداخته شد. نتایج این مطالعه نشان داد که افزایش تعداد پره‌ها، در یک نسبت تراکم ثابت منجر به افزایش دبی هوای خروجی می‌گردد و امکان دستیابی به نسبت فشارهای ببشتر را محیا می‌کند. مهمترین علت آن، کاهش تلفات ناشی از جریانهای ثانوی به سبب یکنواخت شدن جریان بین دو پره می‌باشد. این مورد با افزایش قطر نیز مشاهده شد با این تفاوت که افزایش قطر به شدت در محدوده سرج کمپرسور تاثیر می‌گذارد و آن را کاهش می‌دهد. نتایج نشان داد که افزایش عرض خروجی موجب کاهش سرعت سیال در خروجی پره می‌شود. با توجه به قانون بقای انرژی مشاهده میشود که با کاهش سرعت نسبی سیال در خروجی پروانه، فشار افزایش مییابد. در نهایت نیز قطر مکش مورد بررسی قرار گرفت و مثلث سرعت برای حالت های مختلف رسم و ارائه گردید.

1d analysis and parametric study of some design variables of turbocharger compressor impeller in internal combustion engines

the use of turbochargers has increased significantly in the automotive industry. one of their main components is impeller, which play a key role in the efficiency and performance of compressors. therefore, in this research, we investigated the design variables of impellers on the performance of centrifugal compressors. first, all the components of the centrifugal compressor of a 4-cylinder engine were modeled and evaluated by cfturbo software as the basis. then, by parametrizing the desired variables, the effect of each variable on the compressor performance was investigated. the results of this study showed that increasing the number of blades, in a constant pressure ratio, leads to an increase in the output air flow rate and makes it possible to achieve a higher pressure ratios. the most important reason is the reduction of losses caused by secondary flows due to the uniformity of the flow between the two blades. this case was also observed with the increase in diameter, with the difference that the increase in diameter strongly affects the range of compressor surge and reduces it. the results showed that increasing the outlet width decreases the fluid velocity at the impeller outlet. according to the law of energy conservation, it can be seen that the pressure increases with the decrease in the relative velocity of the fluid at the outlet of the impeller. finally, the suction diameter was examined and the speed triangle was drawn and presented for different cases.