پديد آورنده :
شومال، محمد
عنوان :
طراحي معكوس شبه سه بعدي ديفيوزر با خم 90 درجه يك كمپرسور گريز از مركز به منظور بهبود عملكرد آن
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان،دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
هجده، 93ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
مهدي نيلي احمدآبادي، ابراهيم شيراني
استاد مشاور :
احمدرضا پيشه ور
توصيفگر ها :
الگوريتم گلوله - اسپاين , خم 90درجه تقارن محوري , جريان لزج چرخشي
تاريخ نمايه سازي :
9/3/94
استاد داور :
محسن ثقفيان، احمد سوهانكار
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/10/02
چكيده فارسي :
چكيده فرآيند طراحي معكوس به عنوان يك روش بهينه از روشهاي مورد توجفه طراحفي شفكل اسفت در ايفن روش توزيفع يفك كميت جريان مانند سرعت يا فشار معلوم است و هدف تعيين هندسهاي است كه اين توزيع را ارضا نمايد در كار حاضر طراحي معكوس شبه سه بعدي ديفيوزر كمپرسور گريز از مركز به روش گلوله اسپاين با هدف بهبود عملكرد آن انجام ميشود فرآيند طراحي معكوس با تركيب الگوريتم اصالح هندسه و نرم افزار انسيس سي اف ايكس به عنوان حلگر شبه سه بعدي جريان انجام ميشود بهبود عملكرد ديفيوزر كمپرسور گريز از مركز در دو مرحله مجزا دنبال ميشود در مرحله اول اصالح مجراي خفم 13 درجفه تقارن محوري رابط ديفيوزر شعاعي و ديفيوزر محوري در خروجي كمپرسور گريز از مركز با الگوريتم گلوله اسفپاين انجفام مفيشفود بدين منظور در ابتدا عملكرد مجراي خم در شرايطي كه جريان لزج ورودي چرخشي است به صورت عددي ارزيابي ميگفردد سفپس روش طراحي معكوس گلوله اسپاين در رژيم جريان لزج چرخشي توسعه مفييابفد و اثفرات لزجفت سفرعت چرخشفي مولففه مماسفي سرعت و هندسه حدس اوليه بررسي ميشود در ادامه مجراي خم 13 درجه در رژيم جريان لفزج چرخشفي بفا هفدف اففزايش ضفريب بازيابي فشار با روش گلوله اسپاين طراحي ميشود نتايج بدست آمده بيانگر سرعت همگرايي و پايداري مطلوب روش گلولفه اسفپاين در طراحي مجاري با جريان چرخشي لزج ميباشد ضريب بازيابي فشار مجراي خم 13 درجه تقارن محفوري پفس از اصفالح هندسفه 1 درصد افزايش مييابد در مرحله دوم با حفف ديفيوزر شعاعي تالش براي كاهش قطر موتور و به تبع آن كاهش وزن و عليالخصوص نيروي درگ وارد بر پوسته موتور انجام ميشود در اين حالت مجراي خم 13 درجه مستقيما بر روي پروانه قرار ميگيفرد و در مسفير مجفراي خفم از پره راهنما استفاده ميگردد مجراي جديد نيز با روش گلوله اسپاين شبه سه بعدي با هدف افزايش ضريب بازيابي فشار و حفف جريان ثانويه اصالح ميشود در مجراي جديد توزيع زاويه جريان در خروجي مجرا كنترل ميشود و قطر موتور در حفدود 48 درصفد كفاهش مييابد كلمات كليدي طراحي معكوس الگوريتم گلوله اسپاين خم 13 درجه تقارن محوري جريان لزج چرخشي
چكيده انگليسي :
Quasi 3D Inverse Design of Diffuser with 90 Degree Bend of a Centrifugal Compressor in order to Improve Its Performance Mohammad Shumal m shumal@me iut ac ir Date of Submission 2015 01 18 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisor Mahdi Nili Ahmadabadi m nili@cc iut ac ir Ebrahim Shirani eshirani@cc iut ac irAbstract Inverse design as an efficient way is an attractive shape design method In this method the geometry isdetermined for a prescribed flow character such as velocity or pressure distribution In this thesis thediffuser of a centrifugal compressor is inversely designed with Ball Spine Algorithm in order to improve itsperformance The inverse design method integrates Ball Spine Algorithm as a shape modifier and Ansys CFX software as a quasi 3D flow solver Shape modification algorithm and Ansys CFX software areintegrated in two ways First Ball Spine equations are written inside the CFX as expressions Therfore both shape modification and flow solving is done by CFX Next shape modification is done by Matlabsoftware Matlab helps to link Ball Spine equations and Ansys CFX as flow solver So the geometry shouldbe meshed for each iteration Consequently geometry filtering at each iteration is provided andconvergence rate increases Performance of the diffuser of the centrifugal compressor is improved in twoseparate steps At the first step the axsisymmetric 90 degree bend duct between the radial and axial diffuserof the centrifugal compressor is modified with Ball Spine Algorithm For this purpose performance of bendduct in swirling viscous flow regime is numerically obtained Then Ball Spine Algorithm is developed forswirling viscous flow regime and the effect of viscosity swirl velocity tangential velocity component andinitial guess geometry is studied 90 degree bend duct is inversely designed with Ball Spine Algorithm inswirling viscous flow regime to increase the pressure recovery coefficient Results show that theconvergence rate and stability of Ball Spine Algorithm is desired for designinig ducts in swirling viscousflow regime The pressure recovery coefficient of the axsisymmetric 90 degree bend duct increases up toabout 7 At the second step the radial diffuser is omitted Consequently the diameter of engine is reducedand the engine weight is decreased At this situation the 90 degree bend duct is directly placed right afterthe impeller and guide vane is used at the bend duct path The 90 degree diffuser is inversely designed withBall Spine Algorithm and consequently pressure recovery coefficient increases and secondary flow reduces In the 90 degree diffuser flow angle distribution is controlled at outlet of the duct and engine diameter isreduced about 24 Keywords Inverse design Ball Spine algorithm Axsisymmetric 90 degree bend Swirlviscous flow
استاد راهنما :
مهدي نيلي احمدآبادي، ابراهيم شيراني
استاد مشاور :
احمدرضا پيشه ور
استاد داور :
محسن ثقفيان، احمد سوهانكار
