Nestacionarne strujne pojave na ulazu u rotor centrifugalnog ventilatora

Sviderek, Stanislav (2011) Nestacionarne strujne pojave na ulazu u rotor centrifugalnog ventilatora. = Unsteady flow phenomena at the entrance of the centrifugal fan impeller. Doctoral thesis , Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, UNSPECIFIED. Mentor: Matijašević, Branimir.

[img]
Preview
Text
11_06_2012_sviderek_thesis_b5.pdf Jezik dokumenta:Croatian

Download (126MB) | Preview

Abstract (Croatian)

\Nestacionarno strujanje u centrifugalnom ventilatoru simulirano je metodama računalne mehanike fluida tehnikom simulacije odvojenih vrtloga (eng. DES). Ispitivane su četiri geometrijske konfiguracije radnog kola u širokom rasponu masenih protoka, u cilju istraživanja nestacionarnih strujnih pojava, osobito rotirajućeg prekida strujanja te predvrtloga u usisnoj cijevi, a koje se javljaju u vanprojektnim režimima rada pri protocima koji su niži od optimalnog. Istovremeno su izvedena mjerenja radnih karakteristika te nestacionarnih fluktuacija tlaka na stacionarnim pozicijama u neposrednoj blizini ulaza u radno kolo, u cilju eksperimentalne validacije rezultata numeričke simulacije. Vizualizacijom i animacijama rezultata računalne simulacije pokazano je postojanje snažnog natražnog strujanja u rotorskim medulopatičnim kanalima zahvaćenima rotirajućim prekidom strujanja. Zastojne ćelije se premještaju ili miruju relativno u odnosu na radno kolo. Fluid u natražnom strujanju iz kanala u prekidu strujanja izbija u prostor ispred rotorskih lopatica gdje uzrokuje nastajanje precesijskih vrtloga. Precesijski vrtlozi se premještaju po unutarnjem obodu rotorskih lopatica. Mlazevi natražnog toka penetriraju u usisnu cijev gdje se miješaju s dolaznom strujom. Mlazevi su nestacionarni, na mahove, a turbulentna difuzija vrtložne tangencijalne brzine koju posjeduju mlazevi je vrlo intenzivna. Kod nižih protoka cijela jezgra dolaznog toka se prožima vrtložnošću te se s precesijskim vrtlozima spaja u jedinstveni predvrtlog. \Na početak i oblike pojave rotirajućeg prekida strujanja, kao i na početak pojave predvrtloga te njegov doseg unutar usisne cijevi snažno utječu broj lopatica, ulazni kut lopatica, omjer širine i duljine medulopatičnih kanala radnog kola te veličina zazora izmedu vrhova lopatica otvorenog radnog kola i prednje ploče kućišta.

Abstract

Extensive numerical detached-eddy simulations of the unsteady flow in four different centrifugal fan impeller configurations and in a broad range of mass flow rates are conducted to investigate the unsteady flow phenomena at part-load conditions, particularly rotating impeller stall and formation of the prerotation swirl in the draft tube. Measurements of the performance curve and pressure fluctuations in the steady frame in vicinity of the impeller eye inlet are conducted to validate results of the numerical simulations. Visualisation of the CFD results shows significant reverse flow in the rotating stall affected blade passages. Stall cells are stationary or moving in the impeller frame of reference. Reverse flow from stalled passages is ejected into impeller eye generating precessing vortices along impeller blade inlet edges. Jets of the reverse flow penetrate into draft tube in unsteady manner causing rapid turbulent mixing and diffusion of the swirl velocity into the incoming flow. At smaller flow rates swirl vorticity pervades the core of the incoming flow and the precessing vortices coalesce into single prerotation vortex. All of the blade number configuration, blade inlet angle, blade passage width-tolength ratio and unshrouded impeller blade tip gap influence significantly the onset and the mode of the impeller stall and onset and extent of the unsteady prerotation swirl.

Item Type: Thesis (Doctoral thesis)
Uncontrolled Keywords: radijalni turbostroj; centrifugalni ventilator; nestacionarno strujanje; turbulentno strujanje; rotirajuči prekid strujanja u rotoru; predvrtlog; računalna mehanika fluida; simulacija odvojenih vrtloga
Keywords (Croatian): radial turbomachinery; centrifugal fan; unsteady flow; turbulent flow; impeller rotating stall; prerotation; computational fluid dynamics; detached-eddy simulation
Divisions: 500 Department of Energy, Power Engineering and Environment
Date Deposited: 22 Sep 2014 18:00
Last Modified: 16 Oct 2015 13:06
URI: http://repozitorij.fsb.hr/id/eprint/1798

Actions (login required)

View Item View Item

Downloads

Downloads per month over past year

Nema podataka za dohvacanje citata