شكل‌گيري و گسترش استال اسپايك در يك رتور كمپرسور محوري سرعت پايين

Investigation of Spike Stall Inception and its Propagation in a Low Speed Axial Compressor Rotor

شكل‌گيري استال اسپايك و نحوه گسترش آن در يك كمپرسور محوري سرعت پايين موضوع اين مطالعه بوده است. در اين راستا اندازه‌گيري‌هاي آزمايشگاهي بر روي يك تست ريگ كمپرسور محوري سرعت پايين انجام شده است. پارامترهاي اندازه‌گيري شامل سرعت و فشار لحظه‌اي جريان در فرآيند آغاز استال مي‌باشد. بدين منظور از چندين پراب جريان‌سنج سيم داغ و يك حسگر فشار با پاسخ فركانسي بالا، براي داده‌برداري استفاده شده است. نوسانات لحظه‌اي سرعت در بالادست رديف پره نشان مي‌دهند كه استال اسپايك با جدايش جريان از لبه حمله پره آغاز و در ادامه، جريان جدا شده از سطح پره منجر به ايجاد يك گردابه مي‌شود. اين ساختار در راستاي ارتفاع پره گسترش مي‌يابد. سلول استال با سرعتي كمتر از سرعت چرخش رتور، در كمپرسور مورد مطالعه 66% سرعت دوراني، پيرامون محيط كمپرسور منتشر مي‌شود. همچنين براي بررسي دقيق‌تر اغتشاشات اسپايك از تبديل فركانسي موجك استفاده شده و توانمندي اين روش در شناسايي استال اسپايك و جزئيات آن نشان داده شده است. به كمك تحليل موجك مي‌توان با نمايش تغييرات زماني فركانس‌ها، پديده‌هاي غالب در فرايند گذار سيستم از عملكرد پايدار به شرايط وقوع استال را نشان داد

Investigation of spike stall formation and its propagation in a low-speed axial-flow compressor is the main aim of this study. Experimental measurements are performed in a low speed axial compressor test rig. Measurement parameters include instantaneous velocity and static pressure at the stall inception process. For this purpose several hot wire probes and a high response pressure transducer are used in data acquisition procedure. Instantaneous fluctuations of velocity at upstream of the blade row show that spike stall inception is accompanied by flow separation from the leading edge of the rotor blade and subsequently, formation of a vortex. This vortical structure extends over the blade span. Stall cell propagates with a circumferential speed lower than rotor wheel speed which is equal to 66% of rotational speed in this compressor. Furthermore, wavelet frequency analysis is employed for detailed investigation of spike disturbances and the capability of this method in distinguishing the spike stall is presented. Wavelet analysis, by representing the temporal variation of frequency spectrum, shows dominant phenomena in the transient process from stable operation to the stall inception condition.