Pojava nestabilnog rada turbokompresora-pumpanje

undergraduate thesis

• Author: Jan Gusić
• Mentor: Branimir Matijašević (mentor)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2008-09-17, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering

Abstract

Tema ovog rada je pojava nestabilnog rada turbokompresora-pumpanje. Kroz četiri poglavlja nastojano je obuhvatiti uzroke , mjere ,ograničenja , probleme i čimbenike koji imaju utjecaj na stabilno područje rada aksijalnih i radijalnih kompresora . Korištene su različite karaktersitike i objašnjenja koja su pronađena u stranoj literaturi nebi li se problem približio, a ovime je obuhvačeno dosta široko područje.Problem je sam po sebi izuzetno važan u projektiranju i eksploataciji turbostrojeva naročito kod komplesnih izvedbi mlaznih motora . Nestabilnosti počinju abnormalnim strujanjem oko lopatica a mogu biti uzrokovane iz više razloga. Kada stroj dosegne granicu stabilnosti neke od njegovih komponenti mogu zadesiti prekidi strujanja i nestabilnosti. Iza spomenute granice često se pojavljuju rotacijski zastoji i nestabilnosti a sve može završiti posebno štetnim pumpanjem. Sve započinje odvajanjem strujanja na komponentama unutar kompresora.Lopatice su u svojem presijeku aeroprofili kod kojih će pri određenim uvjetima nametnutim turbokompresoru doći do prekida strujanja (eng. Stall) . Pri stall efektu događa se odvajanje strujanja koje lančano uzrokuje gubitak performanse samog kompresora , primjerice može se očitovati u različitim oblicima od momentalnog prekida komprimiranja do prekida strujanja u tlačni vod pa ćak i inverznog strujanja. Ovo se naziva pojava pumpanja (eng.surge,njem.pumpen) a nastaje redovno kada turbokompresor uđe u nestabilno područje radne karakteristike. Pojava nestabilnosti u radu turbokompresora izbjegava se pravilnim izborom kompresora i njegove karakteristike za određenu namjenu. Također, nestabilnost se pojavljuje u praksi zbog mnogih drugih faktora npr. kada su djelovi potrošeni ili kontaminirani ( lopatice ili ventili te ispusti za zrak) ili kada su uslijed nekog djelovanja lopatice erodirane zbog više mogučih fizikalnih ili kemijskih uzročnika ili njihovih kombinacija . Ovaj završni rad se temelji na naravi samog problema dakle uzrocima i posljedicama te slučajevima koji pridonose nesabilnostima , pri tome nije obuhvačena praktična regulacija kao solucija problema . Mnogi podatci temeljeni su na procjenama i empirijskim izrazima a sam problem još uvijek nije predvidiv analitčkim proračunom već se nestabilno područje pri dizajniranju izbjegava uglavnom namještanjem karakteristika i radnih točki ,to je opisano ovim radom . U prvom uvodnom dijelu opisan je ukratko tijek razvitka turbokompresora od samog početka pa do primjera u sadašnjosti . Obuhvaćen je povijesni aspekt razvitka centrifugalnih i aksijalnih kompresora uključujući uobičajene probleme u zrakoplovstvu te praktične uzroke nestabilnosti kao i manifestacije. Drugo poglavlje obrađuje osnove energetske pretvorbe kod aksijalnih i radijalnih turbokompresora ,trokute brzina , karakteristične veličine i dijagrame te utjecaje machovog broja . Gubici u turbostrojevima i stvarno strujanje obrađeni su u trećem dijelu koji pobliže opisuje gubitke koji su u izravnoj vezi sa pojavom nestabilnosti kao mogući unutranji inicijalizaoru destabilizirajućih faktora i fluktoacija strujanja . Poslijednji dio vezan je uz samo pumpanje i nestabilnosti rada kompresora. Ovdje se objašnjavaju temelji stabilnog rada kompresora ,mogući prekidi strujanja , vrste nestabilnosti i prekida te samo pumpanje te nastanak granice stabilnosti . Također, razmatra se i utjecaj prekidne histereze a prikazane su i neke mjere pri samom projektiranju koje poboljšavaju granicu pumpanja. Posljednji dio opisuje vibracije koje nastaju prilikom nestabilnosti rada te njihovu podjelu i narav .

• Keywords: turbokompresor
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:732154
• Study programme: Title: Aeronautical Studies; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka zrakoplovnog inženjerstva (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka zrakoplovnog inženjerstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2019-05-21 13:43:55