Analýza vlivu obtokového kanálku na vstupu do radiálního kompresoru na rozšíření stabilní pracovní oblasti

Abstract

Pro radiální kompresory používané v TBD má velký význam šíře jejich stabilní práce. Zvláště kompresory s vysokým stlačením mají rozsah stabilní práce vcelku malý, což omezuje jejich praktické použití. Jedním z častých úprav na radiálním kompresoru, týkající se rozšíření oblasti jeho stabilní práce, je instalace obtokového kanálu v jeho vstupní části. Optimalizovat návrh obtokového kanálu se v současnosti často provádí pomocí CFD programů, které se používají k simulaci proudění v tomto lopatkovém stroji. Na základě rozsáhlé rešerše týkající se proudění v obtokovém kanálu a jeho umístění ve vstupní části kompresoru, byly vybrány vhodné varianty jeho provedení, které byly aplikovány na radiální kompresor turbodmychadla. Simulacemi proudění v radiálním kompresoru s obtokovým kanálem, s využitím softwaru Ansys CFX byly stanoveny charakteristiky kompresoru. Vyhodnocením výsledků simulací, byl vybrán nejlepší konstrukční návrh OK splňující požadavky na rozšíření jeho stabilní práce.The extension of the stable working area is very important especially for the radial compressors used in turbochargers. Compressors with high pressure ratio have a narrow stable operating region, which limits their practical use. One of the frequent modifications on radial compressor, concerning the extension of its range of stable work, is installation of an internal recirculation channel (IRC) in its inlet section. CFD programs are often used to simulate the flow through the turbomachines for optimizing the design of the IRC. Based on the extensive research, regarding the flow in the IRC and its location in the inlet of the compressor, suitable variants of its design were selected and applied to a radial compressor of the turbocharger. By simulating the flow in a radial compressor with the IRC, using Ansys CFX software, the compressor performance maps were determined. The best design of the IRC which meets the requirements for extending its stable working area was selected by evaluating the results of the simulations.