طراحی بهینه، ساخت و آزمون محفظه ی کمپرسور جریان شعاعی

محفظه یکی از اجزای اصلی کمپرسور جریان شعاعی است و نقش آن جمع‌آوری و تحویل جریان به تجهیزات پس از کمپرسور است. طراحی محفظه، بر نسبت فشار، بازده و محدوده‌ی عملکرد پایدار کمپرسور تأثیر مستقیم و قابل توجهی دارد. محفظه می‌تواند باعث ایجاد ناهمگونیِ فشار در اجزای بالادست خود شود که منجر به ایجاد یک نیروی خالص بر محور پروانه می‌شود. در پژوهش حاضر، براساس شناسایی اصول طراحی و پارامترهای مؤثر بر عملکرد محفظه، یک روش طراحی بهینه ارائه می‌شود. سپس با استفاده از ابزار دینامیک سیالات محاسباتی، مقادیر بهینه‌ی پارامترها که منجر به افزایش نسبت فشار سکون، افرایش بازیابی فشار استاتیک، کاهش افت فشار سکون و نیز کاهش نیروی خالص شعاعی در محفظه می‌شوند، شناسایی خواهد شد. مدل‌های مختلف در نقطه‌ی طراحی و نقاط خارج طرح ارزیابی و طرح بهینه با اضافه‌کردن ملاحظات مربوط به زبانه و مخروط خروجی ساخته می‌شود و روی بستر آزمون نصب و نتایج عملکردی آن استخراج خواهد شد. نتایج نشان می‌دهد، در نقطه‌ی طراحی حدود ۴۰ درصد تغییر در مساحت خروجی، منجر به ۱۴ درصد تغییر در ضریب بازیابی فشار، و ۱۸ درصد تغییر در افت فشار می‌شود؛ در حالی که نیروی محوری را تا دو برابر تغییر می‌دهد. نتایج آزمون کمپرسور با محفظه‌ی جدید که در اعتبارسنجی نتایج عددی کاربرد دارد، نشان می‌دهد که در سرعت دورانی ۷۰ هزار دوربردقیقه، ۲٫۵ درصد نسبت فشار و ۱٫۹ درصد بازده آیزنتروپیک کمپرسور افزایش یافته است که بهبود حائز اهمیتی است.