شبيه‌سازي و مقياس‌كردن كمپرسورگريز از مركز توربوشارژر يك موتور احتراق داخلي رقيق سوز با روش بازطراحي يك‌بعدي و سه‌بعدي و ايجاد اصلاحات هندسي در پروانه

امروزه كاربرد توربوشارژرها در موتورهاي احتراق داخلي با هدف افزايش قدرت موتور با حفظ اندازه موتور و نزديك‌شدن به احتراق دماپايين براي كاهش آلاينده‌ها بسيار حائز اهميت است. تمركز اين پژوهش روي مقياس‌بندي كمپرسور گريزازمركز يك توربوشارژر براي افزايش ظرفيت كمپرسور به مقدار 15 درصد دبي جرمي با حفظ نسبت فشار است؛ به طوريكه عملكرد كمپرسور به لحاظ دامنه عملكردي و راندمان كاهش نيابد و ابعاد كلي توربوشارژر، حفظ شده تا تغيير ايجاد شده، هزينه ساخت را بالا نبرد. براي رسيدن به اين هدف راه‌حل‌هاي متفاوتي وجود دارد؛ اما تمركز اين پژوهش بر روي تغييرات هندسي موثر بدون تغيير محسوس در سرعت دوراني توربوشارژر به منظور حفظ عملكرد توربين محرك است. دو سناريو براي افزايش ظرفيت در اين پژوهش بررسي شده كه شامل كاهش شعاع ريشه و افزايش شعاع شرود به همراه تغيير موثر محل قرارگيري پره‌هاي جداكننده است. در سناريو اول با كاهش شعاع ريشه در ورود به مقدار 1.8 ميليمتر و تنظيم منحني ريشه با استفاده از طراحي يك بعدي و سه بعدي، تنها 2 درصد افزايش ظرفيت حاصل شد كه كمتر از پيش‌بيني‌ بود. اما در سناريو دوم با افزايش شعاع شرود به اندازه 1.63 ميليمتر در ورود، تنظيم منحني ريشه با استفاده از طراحي يك بعدي و سه‌بعدي، و تنظيم محل قرارگيري پره‌هاي جداكننده در 35 درصد طول نصف‌النهاري به طور ميانگين 16.5 درصد افزايش ظرفيت در دور طراحي صورت گرفت. پژوهش انجام شده يك روش تحليلي-عددي قابل اطمينان براي مقياس‌كردن كمپرسورهاي گريز از مركز ارائه ميدهد كه مطابق آن، بدون تغيير در ابعاد كلي كمپرسور (كه در صورت تغيير مستلزم هزينه و تغييرات اساسي در ساختار پوسته كمپرسور مي‌شود)، ظرفيت كمپرسور افزايش مي‌يابد. روش ارائه‌ شده براي تمامي كمپرسورهاي گريز از مركز در توربوشارژرها و يا دركاربردهاي ديگر قابل تعميم‌است.