طراحي آيروديناميكي فن محوري گذرصوت با نسبت منظري كم و اعتبارسنجي نتايج

Aerodynamic Design of a Transonic Axial Fan with Low Aspect Ratio and Validating

در سال هاي اخير گرايش به سمت طراحي فن هاي محوري گذرصوت با نسبت منظري كم افزايش يافته است. استفاده از اين نوع پره ها منجر به افزايش راندمان رتور نسبت به پره هاي با نسبت منظري زياد مي گردد. در مقابل، بكارگيري چنين پره هايي موجب تشديد جريان سه بعدي، افزايش افت هاي ثانويه و ايجاد افت هاي ناشي از رخداد شوك مي گردد. در مقاله حاضر با استفاده از روش انحناي خطوط جريان، طراحي فن محوري دو طبقه با نسبت منظري كم صورت گرفته است. به منظور استخراج مقادير افت در فن محوري، از مدل هاي مناسب جهت افت هاي پروفيل، افت ثانويه، افت شوك و افت درز نوك استفاده گرديده است. در استخراج پروفيل پره، از كمبر چند جمله اي و توزيع ضخامت ناكا 65 استفاده شده است. مقايسه نتايج بدست آمده نظير مقادير افت در پره ها، توزيع سرعت نصف النهاري، توزيع فشار و ضريب پخش و همچنين پارامترهاي هندسي پره ها نظير زاويه نصب، طول كورد، ضريب صلبيت و زاويه كمبر، با نتايج آزمايشگاهي حكايت از تطابق خوب نتايج دارد. با محاسبه زاويه نصب و توزيع ضخامت در هر مقطع، شكل سه بعدي پره ها استخراج گرديده است.

In recent years trends towards designing axial fan with low aspect ratio have been increased. Application of this kind of blades leads to higher rotor efficiency relative to blade with high aspect ratios. In contrast, applying this kind of blade causes to intensify 3D flows, increasing secondary losses and creating losses due to shock occurrence. In the current study, designing of a two stage axial fan with low aspect ratio is carried out. To obtain losses in the axial fan, appropriate models have been employed for profile loss, secondary loss shock loss and tip clearance loss. For extracting blade’s profile, polynomial camber and naca 65 thickness distribution have been used. Comparing the obtained results including loss estimation, meridional velocity, pressure and diffusion factor distribution and blade geometrical parameters such as stagger angle, chord length, solidity and camber angle show good agreement. The 3D shape of the blade have been extracted by calculating the stagger angle and thickness distribution in each section.