Υπολογιστική προσομοίωση της αλληλεπίδρασης αξονικού συμπιεστή με θερμικό εναλλάκτη ενδιάμεσης ψύξης

• Main Author: Σούγιαννης, Αλέξανδρος
• Other Authors: Sougiannis, Alexandros
• Language: Greek
• Published: 2020
• Subjects: Αξονικός συμπιεστής; Ενδιάμεση ψύξη; Υπολογιστική προσομοίωση; Axial compressor; Intercooling; Computational simulation

Η κατηγορία των θερμικών μηχανών που είναι γνωστοί ως αεριοστρόβιλοι, παρουσιάζουν μεγάλο τεχνολογικό ενδιαφέρον. Τεράστια είναι η εξάπλωσή τους σε εφαρμογές τους, όπου καθοριστικές παράμετροι στην επιλογή της μονάδας ισχύος είναι η ικανότητα παραγωγής μεγάλης ισχύος σε συνδυασμό με μικρό βάρος, υψηλή αξιοπιστία - διαθεσιμότητα και ικανοποιητική θερμική απόδοση. Οι πρώιμοι αεριοστρόβιλοι της δεκαετίας του 1940 παρουσίαζαν πολύ χαμηλές αποδόσεις απλού κύκλου, κυρίως εξαιτίας των χαμηλών αποδόσεων των συμπιεστών και των στροβίλων. Ωστόσο, η έλευση των υπολογιστών και των προχωρημένων τεχνικών σχεδίασης υποβοηθούμενης από υπολογιστή, κατέστησαν δυνατή τη σχεδίαση των συμπιεστών και των στροβίλων με αεροδυναμικό τρόπο και ελάχιστες απώλειες, αυξάνοντας την απόδοση. Επιπλέον, με την ενσωμάτωση ενδιάμεσης ψύξης στον απλό κύκλο, η απόδοση του συμπιεστή, επομένως ολόκληρου του αεριοστροβίλου αυξήθηκε σημαντικά. Με γνώμονα ότι ο σωστός σχεδιασμός και η ενδιάμεση ψύξη, παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην αύξηση της απόδοσης, στην παρούσα εργασία γίνεται μελέτη, ανάλυση και σχεδιασμός ενός αξονικού συμπιεστή και μελετάται μέσω υπολογιστικής προσομοίωσης η αλληλεπίδραση του με θερμικό εναλλάκτη ενδιάμεσης ψύξης. Αρχικά, παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο και οι νόμοι οι οποίο περιγράφουν την λειτουργία του συμπιεστή, ενώ στη συνέχεια υπολογίζονται οι παράμετροι που διαμορφώνουν το τελικό του σχήμα. Τέλος, όλη η διάταξη σχεδιάζεται με την βοήθεια του σχεδιαστικού προγράμματος CATIA και γίνεται προσομοίωση της ροής στο λογισμικό υπολογιστικής ρευστοδυναμικής ANSYS FLUENT.