Spanwise mixing in axial flow compressors

Abstract

EKSENEL AKIŞLI KOMPRESÖRLERDE AÇIKLIKBOYUNCA KARIŞIM ERKILET. Murat Yüksek Lisans Tezi. Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof.Dr. Ahmet Ş. ÜÇER Ağustos 1989. 109 sayfa ÖZET Gallimore ve Cumpsty (1986) tarafından öne sürülen açıklık boyunca karışım örneklemesi aksisimetrik eksenel kompresör İç akışının sonlu öge çözümüne formüle edildi. S2 akış yüzeyinin temel akış denklemleri entropi ve enerji denklemleri ile birlikte Bosman ve Marsh(1974)'ın tutarlı kayıp örneklemesi kullanılarak yeniden formüle edildiler. Ortaya çıkan yarı-viskoz, düzenli, aksisimetrik ve sıkıştırılabilir denklemler sonlu öge yöntemi kullanılarak çözülmüştür. Gerçekçi açıklıkboyu akış özelliklerini kestirebilmek için toplam basınç yitimi ve sapma açısı eşilişkileri çözüme katıldılar. Kanal, rotor ve statora özgün örnek uygulama çözümlerinin sonuçları örneklemenin başarılı bir şekilde uygulandığını göstermiştir. NASA 2-aşamalı ve Cambridge 4- aşamalı kompresörlerinin türbulant difüzyonu açıklıkboyu karışımın nedeni olarak öneren, karışım örneklemesi kullanılarak yapılan akış özellik kesürimleri güvenilir sonuçlar vermiştir. Ayrıca sonlu öge yönteminin, kullanılan karışım örneklemesi çözümüne uygulandığında daha hızlı olduğu ve birçok uygun yönlerinin de bulunduğu sonucuna varılmıştır. Anahtar Sözcükler Eksenel kompresör, türbulant difuzyon, açıklıkboyu karışım, içakış.

SPANWISE MIXING IN AXIAL FLOW COMPRESSORS ERKÎLET. Murat M.S. in ME Supervisor : Prof. Dr. Ahmet Ş. ÜÇER August 1989, 109 pages ABSTRACT Spanwise mixing model proposed by Gallimore and Cumpsty (1986) is formulated for a finite element solution of an axisymmetric throughflow in an axial compressor. The principal equations of S2 stream surface together with entropy and energy equations are reformulated by using the consistent loss model of Bosman and Marsh (1974). Resulting quasi-viscous, steady, axisymmetric and compressible equations are solved by finite element method. In order to predict realistic span wise distribution of flow properties total pressure loss and deviation angle correlations are included into the solution. Results of the individual test cases of duct, stator, and rotor proved that the model is succesfully introduced. Property predictions in the NASA 2-Stage and Cambridge 4-Stage compressors using spanwise mixing model, which proposes the turbulent diffusion process as the cause of mixing, gave satisfactory results. It is also concluded that finite elemet method is faster and has many favorable aspects when used in conjunction with the present model. Key Vords axial compressor» turbulent diffusion, spanwise mixing, throughflow 625.04.03 111