Journal of Turbomachinery | Volume

Journal of Turbomachinery | Volume 137 | Issue 3 | research-article
< PREVIOUS ARTICLENEXT ARTICLE >
Research Papers
Experimental Investigation of the Diffuser Vane Clearance Effect in a Centrifugal Compressor Stage With Adjustable Diffuser Geometry—Part I: Compressor Performance Analysis
Stefan Ubben1 and Reinhard Niehuis2
[+] Author and Article Information
J. Turbomach 137(3), 031003 (Sep 30, 2014) (10 pages)
Paper No: TURBO-14-1165; doi: 10.1115/1.4028297
History: Received July 22, 2014; Revised July 28, 2014
ARTICLE
REFERENCES
FIGURES
TABLES
Abstract
Abstract | Introduction | Centrifugal Compressor Test Rig | Measurement Techniques | Test Program | Results | Conclusions | Acknowledgements | References
Adjustable diffuser vanes offer an attractive design option for centrifugal compressors applied in industrial applications. However, the knowledge about the impact on compressor performance of a diffuser vane clearance between vane and diffuser wall is still not satisfying. This two-part paper summarizes results of experimental investigations performed with an industrial-like centrifugal compressor. Particular attention was directed toward the influence of the diffuser clearance on the operating behavior of the entire stage, the pressure recovery in the diffuser, and on the diffuser flow by a systematic variation of the parameters diffuser clearance height, diffuser vane angle, radial gap between impeller exit and diffuser inlet, and rotor speed. Compressor map measurements provide a summary of the operating behavior related to diffuser geometry and impeller speed, whereas detailed flow measurements with temperature and pressure probes allow a breakdown of the losses between impeller and diffuser and contribute to a better understanding of relevant flow phenomena. The results presented in Part I show that an one-sided diffuser clearance does not necessarily has a negative impact on the operation and loss behavior of the centrifugal compressor, but instead may contribute to an increased pressure ratio and improved efficiency as long as the diffuser passage is broad enough with respect to the clearance height. The flow phenomena responsible for this detected performance behavior are exposed in Part II, where the results of detailed measurements with pressure probes at diffuser exit and particle image velocimetry (PIV) measurements conducted inside the diffuser channel are discussed. The experimental results are published as an open computational fluid dynamics (CFD) testcase “Radiver 2.”

Kết quả (Việt) 1:

Tạp chí Turbomachinery | Khối lượng 137 | Vấn đề 3 | nghiên cứu-bài viết< Trước ARTICLENEXT bài viết >Tài liệu nghiên cứuThử nghiệm điều tra hiệu ứng giải phóng mặt bằng Vane khuếch tán trong một giai đoạn ly tâm máy nén với hình học điều chỉnh khuếch tán — phần I: Máy nén phân tích hiệu suấtStefan Ubben1 và Reinhard Niehuis2[+] Tác giả và thông tin bài viếtJ. Turbomach 137(3), 031003 (tháng chín 30, 2014) (10 trang)Giấy No: TURBO-14-1165; Doi: 10.1115/1.4028297Lịch sử: Nhận được 22 tháng 7 năm 2014; Sửa đổi 28 tháng 7 năm 2014BÀI VIẾTTÀI LIỆU THAM KHẢOSỐ LIỆUBẢNGTóm tắtTrừu tượng | Giới thiệu | Máy nén ly tâm Test Rig | Đo lường kỹ thuật | Kiểm tra chương trình | Kết quả | Kết luận | Lời cảm ơn | Tài liệu tham khảoAdjustable diffuser vanes offer an attractive design option for centrifugal compressors applied in industrial applications. However, the knowledge about the impact on compressor performance of a diffuser vane clearance between vane and diffuser wall is still not satisfying. This two-part paper summarizes results of experimental investigations performed with an industrial-like centrifugal compressor. Particular attention was directed toward the influence of the diffuser clearance on the operating behavior of the entire stage, the pressure recovery in the diffuser, and on the diffuser flow by a systematic variation of the parameters diffuser clearance height, diffuser vane angle, radial gap between impeller exit and diffuser inlet, and rotor speed. Compressor map measurements provide a summary of the operating behavior related to diffuser geometry and impeller speed, whereas detailed flow measurements with temperature and pressure probes allow a breakdown of the losses between impeller and diffuser and contribute to a better understanding of relevant flow phenomena. The results presented in Part I show that an one-sided diffuser clearance does not necessarily has a negative impact on the operation and loss behavior of the centrifugal compressor, but instead may contribute to an increased pressure ratio and improved efficiency as long as the diffuser passage is broad enough with respect to the clearance height. The flow phenomena responsible for this detected performance behavior are exposed in Part II, where the results of detailed measurements with pressure probes at diffuser exit and particle image velocimetry (PIV) measurements conducted inside the diffuser channel are discussed. The experimental results are published as an open computational fluid dynamics (CFD) testcase “Radiver 2.”

Kết quả (Việt) 2:

Tạp chí Turbomachinery | Khối lượng 137 | Vấn đề 3 | nghiên cứu bài viết
<PREVIOUS ARTICLENEXT ĐIỀU>
Research Papers
nghiệm điều tra của Clearance Effect Diffuser Vane trong một ly tâm nén Stage Với Diffuser điều chỉnh Geometry-Phần I: Phân tích Hiệu suất nén
Stefan Ubben1 và Reinhard Niehuis2
[+] Tác giả và Điều Information
J. Turbomach 137 (3), 031.003 (30 Tháng 9 2014) (10 trang)
Giấy No: TURBO-14-1165; doi: 10,1115 / 1,4028297
Lịch sử: Nhận ngày 22 Tháng Bảy năm 2014; Sửa đổi ngày 28 tháng bảy năm 2014
ĐIỀU
THAM KHẢO
HÌNH
BẢNG
Tóm tắt
Tóm tắt | Giới thiệu | Centrifugal Compressor thử Rig | Kỹ thuật đo lường | Chương trình thử nghiệm | Kết quả | Kết luận | Lời cảm ơn | Tài liệu tham khảo
cánh hướng khuếch tán điều chỉnh cung cấp một tùy chọn thiết kế hấp dẫn cho máy nén ly tâm áp dụng trong các ứng dụng công nghiệp. Tuy nhiên, những kiến thức về tác động đến hiệu suất máy nén của phá diffuser cánh giữa cánh và tường khuếch tán vẫn không thỏa mãn. Giấy hai phần này tóm tắt kết quả điều tra thực nghiệm được thực hiện với một máy nén ly tâm công nghiệp như thế nào. Chú ý đặc biệt đã được hướng về ảnh hưởng của việc giải phóng bộ khuếch tán vào các hành vi hoạt động của toàn bộ sân khấu, sự phục hồi áp lực trong các bộ khuếch tán, và trên dòng khuếch tán bởi một biến thể hệ thống về chiều cao tĩnh thông số khuếch tán, góc cánh khuếch tán, khoảng cách bố trí hình tròn giữa bánh công tác xuất cảnh, khuếch tán vào, và tốc độ rotor. Đo bản đồ máy nén cung cấp một bản tóm tắt các hành vi hành liên quan đến hình học khuếch tán và tốc độ bánh xe công tác, trong khi đo lưu lượng chi tiết với nhiệt độ và áp suất đầu dò cho phép một sự cố của các lỗ giữa cánh quạt và bộ khuếch tán và đóng góp cho một sự hiểu biết tốt hơn về hiện tượng dòng chảy có liên quan. Các kết quả được trình bày trong phần I cho thấy một giải phóng mặt bằng khuếch tán một chiều không nhất thiết phải có một tác động tiêu cực đến hoạt động và mất hành vi của máy nén ly tâm, nhưng thay vào đó có thể đóng góp cho một tỷ lệ áp suất tăng và cải thiện hiệu quả miễn là việc thông qua bộ khuếch tán là đủ rộng đối với chiều cao tĩnh với. Các hiện tượng dòng chảy chịu trách nhiệm về hành vi thực hiện phát hiện này được tiếp xúc trong Phần II, nơi các kết quả của phép đo chi tiết với các đầu dò áp lực khuếch tán xuất velocimetry hình ảnh hạt (PIV) đo được tiến hành trong kênh khuếch tán được thảo luận. Các kết quả thử nghiệm được công bố như một mở động lực học chất lỏng (CFD) testcase "Radiver 2."