تحليل پارامترهاي هندسي موثر در طراحي دينامومتر هيدروليكي 5/1 كيلو واتي

Investigation of Geometric Effective Parameters in Design of a 1.5 kW Hydraulic Dynamometer

استفاده از دينامومترها، روشي براي تست موتورهاي الكتريكي، موتورهاي احتراقي و توربين گاز در شرايط خواسته‌شده و كنترل شده است. از آنجا كه آگاهي از نحوه‌ كاركرد دستگاه و داشتن روشي براي ارزيابي عملكرد آن‌ و حصول اطمينان از كاركرد درست آن‌ بسيار حايز اهميت است، بايستي از دينامومتر براي اين عمل استفاده كرد. دينامومتر متشكل از سيستم ديسك- استاتور است. در اين مقاله، جريان در اطراف يك ديسك دوار كه در فاصله‌ي مشخصي از استاتور قرار دارد، به كمك نرم‌افزار انسيس فلوينت شبيه‌سازي شده، نتايج حاصل با داده‌هاي تجربي اعتبار سنجي مي‌شود. توزيع فشار، دما، سرعت جريان بين ديسك دوار و استاتور، گشتاور و ضريب بدون بعد گشتاور براي پارامترهاي مختلف از جمله سرعت دوراني ديسك دوار، فاصله بين ديسك دوار و استاتور، وجود و عدم وجود زايده در خروجي روي استاتور، قطر نازل ورودي و فاصله‌ي شعاعي نازل ورودي، مورد بررسي قرار مي‌گيرد. ضريب بدون بعد گشتاور با كاهش لقي بين ديسك و استاتور در خروجي و يا به عبارتي افزايش زايده‌ موجود روي استاتور در خروجي افزايش مي‌يابد، اما با افزايش فاصله بين ديسك و استاتور، تغييري چنداني بر ضريب بدون بعد گشتاور ايجاد نمي‌شود؛ همچنين با افزايش سرعت دوراني ديسك، مقدار انتقال حرارت و گشتاورافزايش مي‌يابد.

Using a dynamometer is a test procedure for the electric motors, combustion engines, and gas turbines under the desired and controlled conditions. In a gas turbine, the performance assessment and efficiency assurance are to be done using a dynamometer. In this work, the flow around the rotating disk, located at a given distance from the stator, is simulated using the computational fluid dynamics method. The comparison made between the results obtained and the available experimental data shows a good agreement. The distribution of pressure, temperature, flow rate between the rotating disk and the stator, torque and dimensionless torque coefficient for the rotational speed of the rotating disk, gap between the rotating disk and the stator, shrouded and unshrouded, inlet nozzle diameter, and net radial inlet nozzle was reviewed. The results obtained show that the dimensionless torque coefficient increas by reduction in the clearance between the disk and the stator or the increasing shroud on the stator output. However, it did not make a significant change by increasing the distance between the disk and the stator. The heat transfer rate and torque were also increased by the disk rotational speed increment.