مطالعۀ پارامتري و تحليل عددي كمپرسور بازتوليدكننده با پره‌هاي آيروديناميكي متقارن، براي بهبود عملكرد

Parametric study and numerical analysis of the regenerative compressor with symmetric aerodynamic blades, to improve performance

كمپرسورها يا دمنده‌هاي بازتوليدكننده، از نوع كمپرسورهاي ديناميكي دوار هستند و قابليت توليد هد بالا در دبي جريان پايين را دارند و منحني‌هاي عملكرد با مشخصات بسيار پايداري دارند. در اين مقاله، به بررسي عملكرد كمپرسورهاي بازتوليدكننده با پره‌هاي آيروديناميكي به‌روش آزمايشگاهي و عددي پرداخته شده است. با استفاده از شبيه‌سازي عددي جريان سيال، اثر استفاده از پره‌هاي آيروديناميكي متقارن، تعداد پره‌ها و نيز ارتفاع پره‌ها بر كارايي و عملكرد كمپرسور تحليل شد. باتوجه‌به پيچيدگي الگوي جريان در اين نوع از توربوماشين‌ها، مدل توربولانسي SST به كار گرفته شده است. براي ارائۀ نتايج از اعداد بي‌بعد استفاده شده است تا قابليت تعميم و بايگاني داشته باشند. نتايج نشان داد كه كاهش ارتفاع پره از 34ميلي‌متر به 28ميلي‌متر، سبب كاهش نسبت فشار و نيز افت بازدهي مي‌شود. مطالعۀ اثر تعداد پره‌ها در نقطۀ طراحي نشان داد كه بيشترين بازدهي در نسبت گام به وتر 36/0 اتفاق مي‌افتد. پره‌هاي آيروديناميكي با زواياي ورودي و خروجي يكسان در 5زاويۀ مختلف 20، 30، 40، 50 و 60درجه مطالعه شدند. براساس آناليز رگراسيون مشخص شد كه زاويۀ بهينه براي پره‌هاي آيروديناميكي متقارن، 46درجه است.

Regenerative flow compressors or blowers are rotodynamic machines with the ability to produce high heads at low flow rates. They have performance curves with very stable features. By employing numerical simulation of fluid flow, the effect of using symmetric aerodynamic blades, the number of blades, and the height of the blades on the performance and efficiency of the compressor were analyzed. Due to the complexity of the flow pattern in this type of turbomachinery, the SST turbulence model has been applied. Dimensionless numbers have been used to present the results so that they can be generalized and archived. The results showed that reducing the blade height from 34 mm to 28 mm reduces the pressure ratio and also reduces efficiency. The study of the effect of the number of blades at the design point showed that the highest efficiency occurs in the pitch-to-chord ratio of 0.36. Based on the results of the study of aerodynamic blades with the same inlet and outlet angles, which were presented in five different angles of 20, 30, 40, 50, and 60 degrees, it was found that symmetric aerodynamic blades with an inlet/outlet angle of 46 degrees have the best performance.