بررسی روش های کنترل پدیده سرج در کمپرسورها

اختصاصی از کوشا فایل بررسی روش های کنترل پدیده سرج در کمپرسورها دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

چکیده:

ناپایداری های آئرودینامیکی فلو می توانند کمپرسور را بطور جدی آسیب رسانند و ناحیه عملکرد سیستم را محدود نمایند بنابراین بایستی برای اجتناب از آنها چاره ای اندیشید.

ناپایداری سرج عبارتست از نوسانات یکبعدی که منجر به افزایش فشار و فلوی جرمی کمپرسور می گردد. سرج ناحیه کاری سیستم را به شدت تحت تاثیر قرار داده و راندمان آن را کاهش می دهد و نهایتا منجر به آسیب جدی کل سیستم می گردد. این پدیده در نرخ های فلوی جرمی کم کمپرسور رخ می دهد و نتیجه آن ایجاد نوسانات با دامنه بزرگ در فشار و نرخ فلوی جرمی خروجی از کمپرسور است.

تاکنون کارهای زیادی برای حذف مشکل سرج انجام شده است و بیشتر این کارها بر اساس کار گرایتزر (1976) و موره ( 1986 ) می باشند  زیرا این افراد اولین کسانی بودند که مدلهای دینامیکی را برای آنالیز  و طراحی سیستمهای کنترل جهت سیستمهای فشرده سازی و پایدارسازی آنها، پیشنهاد نمودند و مدلهای ارائه شده توسط آنها بطور گسترده ای مورد استفاده و بهره برداری سایر محققین این زمینه کاری قرار گرفته است. در این مجموعه هدف ما بررسی مدلهای مختلف و همچنین کنترلرهای بکار رفته جهت کنترل پدیده های ناپایداری فلو در کمپرسورها می باشد.

مقدمه:

کمپرسورها به دلیل کاربرد گسترده ای که در صنایع مختلف برای فشرده سازی و انتقال گازها دارند از اهمیت ویژه ای بر خوردارند. پدیده سرج که یک ناپایداری فلو در کمپرسورها به حساب می آید، ناحیه عملکرد سیستم فشرده سازی را محدود می نماید و مانع از دستیابی به حداکثر راندمان کمپرسور می شود. لذا کنترل این پدیده از مدتها قبل در کانون توجه محققان قرار گرفته است . تاکنون روشهای مختلفی جهت کنترل این ناپایداری در کمپرسورهای محوری و گریز از مرکز پیشنهاد گردی ده است . با توجه به کاربرد کمپرسورهای محوری در موتورهای جت و هواپیما، بیشتر کارها در زمینه کنترل سرج مربوط به کمپرسورهای محوری می باشد، در این مجموعه ما روشهای نوین کنترل سرج در کمپرسورهای محوری و سانتریفیوژ را که مبتنی بر کنترل فعال می باشند بررسی می نماییم.

فصل اول: کلیات

1-1) مقدمه

در این مجموعه هدف ما بررسی مدلهای مختلف و همچنین کنترلرهای بکار رفته جهت کنترل پدیده های ناپایداری فلو در کمپرسورها می باشد . ناپایداری های آئرودینامیکی فلو می توانند کمپرسور را بطور جدی آسیب رسانند و ناحی ه عملکرد سیستم را محدود نمایند بنابراین بایستی برای اجتناب از آنها چاره ای اندیشید.

ابتدا مدلهای استخراج شده برای سیستم های فشرده سازی محوری و گریز از مرکز را معرفی می نماییم، سپس به بررسی روشهای مختلف ارائه شده تا کنون برای کنترل ناپایداری سرج در کمپرسور های محوری و گریز از مرکز می پردازیم، نهایتا مقایسه روشهای مختلف با یکدیگر و نتیجه گیری پایانی را می آوریم و در انتها چند مدل تجاری کنترلرهای آنتی سرج را معرفی می نماییم.

2-1) پیشینه تحقیق

مدل دینامیکی به دست آمده برای کمپرسور های محوری و سانتریفیوژ بر اساس مدل دو حالته با پارامترهای lumped طبق مدل ارائه شده توسط گرایتزر می باشد که مبنای طراحی کنترلرهای آنتی سرج از گذشته تا کنون برای این کمپرسورها می باشد. در روشهای قدیمی کنترل سرج تکنیک مورد استفاده، اجتناب از سرج بود. در این روشها از ابزارهای مختلفی بر ای دور نگه داشتن نقطه کار کمپرسور از ناحیه ای که در آن سرج رخ می دهد، استفاده می گردید. از نظر عملی خطی به نام خط کنترل سرج در فاصله ای دورتر از خط سرج ترسیم می شود تا بدین وسیله یک حاشیه اجتناب از سرج در منحنی مشخصه کمپرسور به دست آید. این روش ما را مطمئن می سازد که نقطه کار سیستم خط سرج را قطع نمی کند و لذا پدیده سرج به وقوع نمی پیوندد. این روش ناحیه کاری کمپرسور را به ناحیه ای که سیستم در وضعیت حلقه باز در آن ناحیه پایدار است، محدود کرده و لذا راندمان کل سیستم را محدود می کند.

روشهای مبتنی بر کنترل فعال سرج، که ناپایداریهایی را که منجر به سرج می شوند حذف نمایند، می توانند ناحیه عملکرد پایدار سیستم را به آنسوی خط سرج سیستم گسترش دهند و ناحیه کاری پایدار سیستم را وسیعتر نمایند . براساس مدل خطی شده سیستم، اپشتاین، فوکس ویلیام و گرایتزر، روش کنتر ل فعال جهت حذف سرج ارائه داده اند. کنترلر فیدبک مثبت استاتیک خروجی توسط فرنک ویلمز جهت کنترل سرج با محرک ولو تخلیه فلوی جرمی، مورد استفاده گردید که توانست حدود 7 درصد در فلوی جرمی نقطه سرج بهبود ایجاد نماید . این روش بر اساس تکنیکهای جایابی قطب با استفاده از مدل خطی شده گرایتزر با دو متغیر حالت بود که در آن از تغییرات سرعت کمپرسور و اثرات دما، صرف نظر شده بود.

تعداد صفحه : 122

چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول : کلیات 3
1) هدف 4 -1 °
2)پیشینه تحقیق 4 -1 °
3)روش کار و تحقیق 5 -1 °
فصل دوم : آشنایی با کمپرسورها و پدیدة سرج 6
1) مقدمه -2 °
2) اصول عملکرد کمپرسورها -2 °
3) توصیف عملکرد کمپرسورها -2 °
4) ناپایداری های فلو در کمپرسورها -2
5) رفتار دینامیکی کمپرسورها -2
RS 6)جلوگیری از سرج و -2 °
فصل سوم : بررسی مدل ریاضی سیستم فشرده سازی 15
1) مقدمه -3
2) مقدمات لازم -3
3) مدل کمپرسور در صورت قرار گرفتن ولو در خروجی آن - 3
4) وضعیت تعادل -3
برای کمپرسورهای با سرعت متغیر Moore-Greitzer 5) مدلی از نوع -3
فصل چهارم : بررسی روشهای کنترل سرج 35
1) مقدمه -4 °
back stepping 2) کنترل سرج با استفاده از -4 °
Passivity 3) کنترل سرج بر اساس -4 °
4) پایدار سازی سرج در کمپرسورهای سانتریفیوژ با استفاده از فیدبک مثبت -4 °
فهرست مطالب
عنوان مطالب شماره صفحه
5-4 ) پایدار سازی فعال سرج با تزریق هوا
6-4 ) استفاده از روشهای کنترل غیرخطی برای کنترل یک کمپرسور محوری
RS برای کنترل سرج و LPV 7-4 ) کنترل جدولبندی بهره با شناسایی
در موتورجت توسط فیدبک خروجی stall 8-4 ) کنترل سرج و
9-4 )کنترل تطبیقی ناپایداری سرج در کمپرسور
فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات 97
 نتیجه گیری 99
 پیشنهادات 99
پیوست ها1000
منابع و ماخذ 108
فهرست منابع لاتین 108
سایت های اطلاع رسانی 109
چکیده انگلیسی 110