Investigación sobre las características de inestabilidad interna del impulsor centrífugo basado en la descomposición de modo dinámico
Autores: Fan, Xiaoping; Zhong, Zhuhai; Chen, Hongfen; Chen, Yang; Wang, Meng; Lu, Xiaodong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación sobre las características de inestabilidad interna del impulsor centrífugo basado en la descomposición de modo dinámico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Nitrógeno
Compresión
Compresores centrífugos
Fluctuaciones de flujo no uniforme
Impulsor
Inestabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La compresión de nitrógeno requiere compresores centrífugos para operar bajo una presión ambiental relativamente alta. Sin embargo, las características de inestabilidad interna de los compresores que manejan fluidos de trabajo de alta densidad siguen siendo poco claras. Por lo tanto, este estudio emplea la Descomposición de Modos Dinámicos (DMD) para investigar las fluctuaciones de flujo no estacionarias dentro de un impulsor centrífugo aislado tanto en condiciones de mejor eficiencia como cerca del punto de pérdida a alta presión ambiental. Los resultados muestran que a medida que avanza el proceso de estrangulación, emergen fenómenos no estacionarios distintos dentro del impulsor. En condiciones cercanas al punto de pérdida, la frecuencia de la inestabilidad es 0.44 veces la frecuencia de paso de las palas (BPF), manifestándose como fluctuaciones de presión periódicas a lo largo de todo el paso de la pala. Esta inestabilidad se origina en bloqueos periódicos del paso causados por fluctuaciones en el flujo de fuga en la punta. Además, las fluctuaciones de presión en la entrada del impulsor exhiben un retraso notable en comparación con las de la segunda mitad del paso. A través del análisis DMD, se encuentra que después de que el vórtice de fuga en la punta sale de la pala, interactúa con la superficie de presión de la pala adyacente, afectando la carga en la punta de la pala vecina y formando un ciclo dinámico. Sin embargo, este vórtice no es la estructura de flujo principal responsable de la inestabilidad. Estos conocimientos sobre la naturaleza de las perturbaciones no estacionarias proporcionan implicaciones valiosas para futuras tecnologías de advertencia de pérdida y predicción de inestabilidad.
Descripción
La compresión de nitrógeno requiere compresores centrífugos para operar bajo una presión ambiental relativamente alta. Sin embargo, las características de inestabilidad interna de los compresores que manejan fluidos de trabajo de alta densidad siguen siendo poco claras. Por lo tanto, este estudio emplea la Descomposición de Modos Dinámicos (DMD) para investigar las fluctuaciones de flujo no estacionarias dentro de un impulsor centrífugo aislado tanto en condiciones de mejor eficiencia como cerca del punto de pérdida a alta presión ambiental. Los resultados muestran que a medida que avanza el proceso de estrangulación, emergen fenómenos no estacionarios distintos dentro del impulsor. En condiciones cercanas al punto de pérdida, la frecuencia de la inestabilidad es 0.44 veces la frecuencia de paso de las palas (BPF), manifestándose como fluctuaciones de presión periódicas a lo largo de todo el paso de la pala. Esta inestabilidad se origina en bloqueos periódicos del paso causados por fluctuaciones en el flujo de fuga en la punta. Además, las fluctuaciones de presión en la entrada del impulsor exhiben un retraso notable en comparación con las de la segunda mitad del paso. A través del análisis DMD, se encuentra que después de que el vórtice de fuga en la punta sale de la pala, interactúa con la superficie de presión de la pala adyacente, afectando la carga en la punta de la pala vecina y formando un ciclo dinámico. Sin embargo, este vórtice no es la estructura de flujo principal responsable de la inestabilidad. Estos conocimientos sobre la naturaleza de las perturbaciones no estacionarias proporcionan implicaciones valiosas para futuras tecnologías de advertencia de pérdida y predicción de inestabilidad.