آناليز اگزرژي يك كمپرسور جريان شعاعي در شرايط كاري مختلف

Exergy Analysis of a Radial Flow Compressor in Various Working Conditions

تحليل اگزرژي يك سامانه ابزاري براي شناخت مقدار و نوع قابليت كاردهي سامانه نسبت به محيط اطراف و چگونگي تغيير خواص ماكروسكوپيك آن در طول يك فرآيند مي‌باشد. اين تحليل بر پايه قوانين اول و دوم ترموديناميك استوار است. توسط آناليز اگزرژي سهم فرآيندهاي دخيل در انتقال قابليت كاردهي ورودي به سامانه و مكاني كه در آن افت انرژي مفيد در يك سامانه يا فرآيند رخ مي‌دهد، تعيين مي‌شوند. در اين تحقيق، آناليز اگزرژي كمپرسور هاي جريان شعاعي در شرايط كاري مختلف مد نظر مي‌باشد. براي اين منظور مدل سازي كمپرسور با فرض وجود جريان يك بعدي گاز ايده آل مورد توجه قرار گرفته است. در اين روش، اثرات جريان ثانويه و ساير افت‌هاي جريان واقعي توسط ضرايب افت كه غالباً به شكل تجربي به دست مي آيند، به مدل اضافه مي شوند. در تحليل يك بعدي، اجزاي كمپرسور به صورت جداگانه و با توجه به خواص سكون ورودي، هندسه مجراي عبور جريان و افت هاي مربوطه مورد مطالعه قرار مي گيرند. به اين ترتيب، تخمين منحني عملكرد كمپرسور با خطاي متوسط 7 و 10 درصد به ترتيب براي محاسبه نسبت فشار و بازده صورت گرفته است. از نتايج تحقيق مشخص مي‌شود كه محل بازده بيشينه كمپرسور مقارن با محل كمينه مقدار افت برخورد در ورودي پروانه مي باشد و اين محل با افزايش دور پروانه به دبي هاي بيشتر منتقل مي شود.

Exergy analysis of a system is a method for recognizing the value and the type of system availability against surrounding environment. It also helps to find out how macroscopic properties of the system change during a process. This analysis is based on first and second laws of thermodynamics. By exergy analysis, proportion of each process in internal availability transmission and places of useful energy losses in the system can be determined. In this research exergy analysis of radial flow compressor in the various working conditions is considered. So, the approach for compressor modeling by assumption of one-dimensional ideal gas flow is considered. In this method, the secondary flow effects and the other real flow losses are added to the model by appropriate loss coefficients that are attained by experimental results. In one-dimensional analysis, compressor components are studied separately and with regard to inlet stagnation properties, passing flow duct geometry, and present losses. Thus, the performance characteristics of compressor are estimated with average relative errors of 7 and 10 percent for pressure ratio and efficiency, respectively. From the presented results, it can be concluded that maximum efficiency location is coincided with location of minimum incidence loss at inducer and this point is transferred to further flow rates by increasing, impeller speed.