آموزش شبیه سازی جریان هوا درون کمپرسور چهار ردیفه

آموزش شبیه سازی جریان هوا درون کمپرسور چهار ردیفه


750,000 تومان

( آخرین بروزرسانی : 14 شهریور, 1401 )

بررسی اجمالی محصول

با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی جریان هوا درون کمپرسور چهار ردیفه در نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی جریان هوا درون کمپرسور چهار ردیفه

شرح مسأله

مسأله حاضر به شبیه سازی جریان هوا درون یک کمپرسور چهار ردیفه با استفاده از نرم افزار ansys fluent پرداخته است. کمپرسور طراحی شده در این شبیه سازی، از نوع محوری بوده و از چهار ردیف شامل دو ردیف استاتور و دو ردیف رتور تشکیل شده است. به طور کلی، کمپرسورهای محوری به کمپرسورهایی گفته می شود که حرکت جریان هوا موازی با محور چرخش آن می باشد. کمپرسورهای محوری از دو بخش اصلی تشکیل شده اند که شامل رتور و استاتور می باشند. درواقع، کمپرسور از مجموعه ای از ردیف هایی با مقطع ایرفویلی شکل تشکیل شده اند که این ردیف ها به طور یکی در میان، رتور و استاتور نامیده می شوند. رتورها به ردیف هایی گفته می شود که به شافت مرکزی متصل بوده و با سرعت بسیار بالایی حول محور مرکزی کمپرسور می چرخند. این در حالی است که استاتورها به ردیف هایی گفته می شود که به صورت ثابت و بدون چرخش هستند. وظیفه اصلی رتورها، اعمال گشتاور به جریان هوا و شتاب دادن به هوا از طریق حرکت دورانی است. وظیفه اصلی استاتورها، افزایش فشار هوا و همچنین جلوگیری از حرکت مارپیچی آن حول محور طولی با یکسوسازی جریان به صورت موازی با محور طولی کمپرسور می باشد. به عبارتی دیگر، استاتورها انرژی جنبشی دروانی افزایش یافته درون کمپرسور را به فشار استاتیکی تبدیل می کنند و همچنین مسیر حرکت هوا را به گونه ای تغییر می دهند که جریان هوا برای ورود به رتور بعدی آماده گردد. در این شبیه سازی، دو ناحیه تحت عنوان استاتور و دو ناحیه تحت عنوان رتور متمایز شده است. بخش استاتور به صورت ساکن بوده و تمام دیواره های آن به صورت ساکن تعریف شده اند. این در حالی است که بخش رتور با استفاده از روش frame motion به صورت متحرک تعریف شده است و تمام دیواره های مربوط به این بخش نیز به صورت متحرک می باشد. بنابراین، برای جریان هوای موجود در ناحیه رتور، حرکت چرخشی با سرعت دورانی برابر با 25000 rpm تعریف شده است.

 

 

گام اول) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت سه بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler طراحی شده است. مدل شامل دو ردیف رتور و دو ردیف استاتور می باشد. هر ردیف از استاتور یا رتور شامل 22 پره با سطح مقطع ایرفویلی شکل می باشد. پره های رتورها دارای انحراف می باشند اما پره های استاورها به صورت افقی و بدون انحراف هستند. به دلیل ساختار کاملاً متقارن این هندسه و برای کاهش هزینه محاسباتی، فقط یک پره از هر ردیف استاتور و رتور طراحی شده است و برای سطوح جانبی آن از شرط مرزی periodic استفاده شده است.

 

 

شبکه ­بندی مدل حاضر با استفاده از نرم ­افزار ansys meshing انجام گرفته است. شبکه ­بندی به صورت بدون سازمان انجام گرفته و تعداد سلول­ های تولیدی معادل با 972354 می باشد.

 

 

گام دوم) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه ­سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه­ سازی براساس دیدگاه مبتنی بر فشار (pressure-based) صورت گرفته است.
  • شبیه ­سازی فقط در حالت سیالاتی انجام گرفته است و به انرژی و انتقال حرارت نپرداخته است.
  • شبیه ­سازی حاضر از نظر زمانی ناپایا (unsteady) می­باشد؛ یعنی ترم زمان در حل مسأله در نظر گرفته شده است.
  • مقدار گرانش زمین (gravity) بر روی مدل نادیده گرفته شده است.

 

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است:

 

 

گام سوم) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای دو بعدی و سه بعدی مربوط به فشار، سرعت، انرژی جنبشی توربولانسی و گرادیان فشار به دست آمده اند. همچنین خطوط جریان هوا درون کمپرسور به صورت سه بعدی به دست آمده است. همچنین کانتورهای فشار و تنش دیواره بر روی بدنه پره ها و بخش مرکزی رتور و استاتور به دست آمده اند. تصاویر نشان می دهد که در راستای حرکت افقی جریان هوا به طور موازی با محور مرکزی کمپرسور، فشار جریان هوا افزایش می یابد.

 

 

 

دیدگاه

دیدگاهی ثبت نشده.

اولین نفری باشید که نظر می دهید برای “آموزش شبیه سازی جریان هوا درون کمپرسور چهار ردیفه”