Abstract
Gázturbinás berendezésekben – legyenek azok hajtóművek vagy ipari alkalmazásban tengelyteljesítményt leadó eszközök – a centrifugális kompresszorok széles körben elterjedtek. Jellemzőjük az egy fokozatban elérhető jelentős nyomásviszony, valamint a relatíve széles tömegáram-tartományban való stabil üzemelés. Ez utóbbi ellenére kis szállítás esetén – az axiális kompresszorokhoz hasonlóan – különféle instabil jelenségeket mutatnak (forgó leválás, pompázs), amelyek nyomás- és tömegáramlengések formájában jelentkeznek. Ezek elkerülése elsődleges fontosságú a berendezés és a kapcsolódó rendszerek megóvása érdekében, mert a lengésekben tárolt energia akár a lapátok kiszakításához is elegendő. A kompresszor matematikai modellezése kiemelkedő jelentőségű abból a szempontból, hogy egyrészt a különböző üzemállapotokban előre jelezhetővé válik a berendezés viselkedése, továbbá azon tartományokban, ahol az instabilitások fellépése várható, ott egy aktív beavatkozást biztosító rendszer a megfelelő reakciót kiváltva elháríthatja a szabályozás nélküli esetben bekövetkező rendellenes működést. Cikkünk célja, hogy egy centrifugális kompresszor teljes üzemi tartományában történő mérése alapján polinomos regresszióval közelítse a berendezés tömegáram-nyomásviszony, valamint tömegáram-hatásfok jelleggörbéit. Az eljárással megalkotott összefüggés a teljes üzemmódtartományt lefedi, előnyeit egy összehasonlítás mutatja be a korábban alkalmazott lineáris (például átszámított fordulatszám és dimenziótlan tömegáram szerint bilineáris) módszerek eredményeivel szemben. A kompresszor matematikai modelljét dinamikus szimulációnak vetettük alá, amelyet MATLAB Simulink környezetben hajtottunk végre, és az összehasonlítás érdekében tranziens mérések eredményeit használtuk fel. Az így megalkotott dinamikus modell pedig korszerű, aktív pompázsszabályozó rendszerek fejlesztését teszi lehetővé a későbbiekben.
Highlights
Gázturbinás berendezésekben – legyenek azok hajtóművek vagy ipari alkalmazásban tengelyteljesítményt leadó eszközök – a centrifugális kompresszorok széles körben elterjedtek
Ezek elkerülése elsődleges fontosságú a berendezés és a kapcsolódó rendszerek megóvása érdekében, mert a lengésekben tárolt energia akár a lapátok kiszakításához is elegendő
The main features of centrifugal compressors are high pressure ratio per each stage and stable operation at a relatively wide range of the fluid flow. Despite these advantages at low mass flow rates, some kind of instabilities appear, which are the same in axial compressors and which may occur in the form of total pressure and mass flow rate fluctuation
Summary
A centrifugális kompresszorok az ipar számos területén megtalálhatók, mint például a légi közlekedésben gázturbinás sugárhajtóművekben, a légkondicionáló rendszer elemeként vagy dugattyús repülőgépmotorok mechanikus, illetve turbófeltöltőiben, de itt meg lehet említeni a gépjárművek motorjainak hasonló berendezéseit is. A járműipar mellett az energiaipar egyes szektoraiban is széles körben alkalmazzák azokat, például a földgázszállításban vagy erőművek különböző részegységeiben. Legfőbb üzemi jellemzőjük az axiális berendezésekhez képest a fokozatonként elérhető nagyobb nyomásviszony és szélesebb tömegáram-tartomány,[3] amelyben stabilan tudnak működni, de adott esetben előfordulhat ezek drasztikus csökkenése, például földgázszállítás esetén csővezeték repedése vagy repülőgépek esetében a hajtóműbe beszívott idegen tárgy következtében, ami miatt instabilitások keletkezhetnek forgó leválás vagy pompázs formájában. Ezen instabil üzemi viszonyok kiküszöbölésére régebben csak passzív módszerek léteztek, azonban a számítástechnika fejlődésével lehetőség nyílt nemcsak
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
