Non-Axisymmetric Flow in a Shrouded Radial Compressor

Abstract

고속 원심압축기에서 편심 된 슈라우드 임펠러에서 발생하는 불균일 유동장과 로터다이나믹 힘을 최초로 측정하고 해석하였다. 원심압축기에서 슈라우드 임펠러의 불균일 압력장을 측정하였고, 측정한 압력장 기반으로 슈라우드와 레비린스 실의 로터다이나믹 힘을 구하였다. 슈라우드와 레비린스 실의 cross-coupled stiffness 값이 모두 양수이고, cross-coupled stiffness 값이 direct stiffness 값에 비해 한 자릿수 크다. 슈라우드의 cross-coupled stiffness 값이 레비린스 실의 cross-coupled stiffness 값보다 2.5배 크다. <br/> 원심압축기의 편심 슈라우드 임펠러에서의 불균일 유동장과 로터다이나믹스 힘을 예측하는 통합 해석 모델을 개발 및 실험 검증하였다. 새 통합 모델은 기본 보존법칙에 기반하며 유동 상호작용을 고려한다. 기존 독립 모델과 달리, 새 모델은 불균일 유동을 정확하게 예측한다. 레비린스 실 케비티 내부 질량보존을 위해 레비린스 실의 압력이 불균일해진다. 또한, 레비린스 실 유동이 슈라우드 출구 유동 경계조건으로 작용하여, 슈라우드 출구 최대 압력이 270도 근처에서 발생한다. 따라서 슈라우드, 레비린스 실, 및 블레이드 간 유동 상호작용이 불균일 경계조건과 로터다이나믹 힘을 결정한다.<br/>