بخشی از مقاله
چکیده
کمپرسورهای دینامیکی به علت ماهیت آنها در معرض ناپایداری های جریان از نوع استال دورانی و یا سرج می باشند. دراین مقاله به روش گریتزر به ارزیابی پایداری کمپرسورها پرداخته شده است. تحلیل به دست آمدن نقطه کار با استفاده از روابط حاصل میشود. در روابط برخورد منحنی شیر تروتل که در پایین دست قرار دارد و منحنی مشخصه کمپرسور نقطه کار را مشخص میکند. اثبات این سخن در این مقاله آورده شده است. با استفاده از شیر آنتی سرج که باعث برگشت جریان جرمی خروجی به ورودی کمپرسور و بازیافت فشار در حد مطلوب میگردد، نقطه کار کمپرسور کنترل میشود. در طراحی کنترل کننده وتهیه ابزار دقیق تعیین نواحی کمپرسور اهمیت فراوان دارد. تغییر ضرایب کنترل کننده در بهینگی کنترل و سرعت آن مشخص میشود. هم ضرایب بهره تناسبی و هم بهره انتگرالگیر تغییر می کنند.
.1 مقدمه
همانطور که قبلاً گفته شد منحنی مشخصه کمپرسور در سرعت های مختلف ترسیم می شود و رابطه بین ورودی و خروجی کمپرسور میباشد. شکل 1-1 منحنی مشخصه کمپرسور در سرعتهای متفاوت[20] با توجه به تعریف سرج بیشترین بازدهی یا خروجی کمپرسور، نقطه بحرانی عملکرد آن است و این نقطه بحرانی، کمپرسور را وارد سرج می کند. نقطه سرج در هر سرعت، نقطه ماکزیمم می باشد و از روی نقاط سرج، خط سرج تعریف میشود. هر منحنی مشخصه کمپرسور را میتوان به طور تقریبی یک تابع درجه3 در نظر گرفت، بهطوریکه نسبتفشار با و دبی جرمی با نشان داده میشود. رابطه بین و با توجه به رابطه 1-2 به این صورت است:
در این پژوهش مشخصات کمپرسور , W=0/25 ,H=0/18 میباشد. از آنجایی که منحنی مشخصه کمپرسور به فیزیک آن بستگی دارد یک منحنی تجربی میباشد، بهطوریکه از اعمال دبی ورودی در مقادیر مختلف، نسبتفشارکمپرسور پس از حالت گذرا و در حالت پایدار آیرودینامیکی که مدت زمانی طول میکشد بهدست میآید. پس از روی نقاط استاتیک به دست آمده منحنی مشخصه تقریب زده می شود. همان طور که ذکر شد سیال در کمپرسور طبق قواعد آیرودینامیکی، حالت گذرا یا دینامیک را طی می کند و به حالت پایدار خود میرسد و از کمپرسور خارج میشود. معادلات دیفرانسیل مرتبه اول زیر که به معادلات گریتزر معروف هستند دینامیک دبی جرمی و نسبت فشار را نشان می دهند وحالت گذرا را توصیف میکنند. در روابط گریتزر دو حالت - نسبتفشار - و - دبی جرمی - وجود دارد .[2]
B یک ثابت است که مبین سرعت رتور است، به این صورت که با افزایش سرعت، B نیز افزایش مییابد. منحنی مشخصه کمپرسور یا منحنی استاتیک و دبی خروجی شیر تروتل می باشد و از معکوس کردن منحنی مشخصه شیر تروتل به دست میآید. در حالت کلی منحنی مشخصه تروتل به دبی جرمی کمپرسور بستگی دارد و با رابطه - عدد ثابت است. - به دست می آید. از برخورد منحنی تروتل و منحنی مشخصه کمپرسور نقطه کار به دست می آید. بهره های مختلف تروتل در شکل2-1 آمده است.[2]
شکل 2-1 مکان نقطه کاری با افزایش بهره تروتل[49] اگر منحنی مشخصه تروتل در سمت چپ خط سرج منحنی مشخصه را قطع کند نقطه کار سیستم در ناحیه ناپایدار یا سرج است. مثل نقطهD در شکل .3-1 شکل 3-1 منحنی مشخصه کمپرسور ومنحنی مشخصه تروتل[22] برای اینکه نقطه تعادل سیستم به دست آید باید دینامیک حالتها صفر باشد.
