Etude du problème de décrochage et son influence sur les performances énergétiques du compresseur

Abstract

قمنا فً هذا المشروع بدراسة مشكلة التوقف التً تمٌز الواجهة بٌن المناطق المستقرة وغٌر المستقرة لضاغط الهواء المحوري وتأثٌرها على أداء الطاقة الخاص به. ركزت أهداف دراستنا على التحدٌد النظري لمنطقة التشغٌل غٌر المستقرة للضاغط فً ظروف التشغٌل المختلفة، وبناء المنحنى الممٌز الذي ٌتم الحصول علٌه عادة تجرٌبٌ ا على منصة االختبار، وعلى دراسة تأثٌر تباٌن بعض المعلمات الدٌنامٌكٌة الحرارٌة على أداء الطاقة للضاغط المختار، مع التركٌز بشكل خاص على خط المماطلة. وقد أظهرت الطرٌقة المتبعة والنتائج التً تم الحصول علٌها أنه ٌمكن تتبع المنحنٌات الممٌزة المختلفة للضاغط المحوري )البعدٌة وغٌر البعدٌة( دون اللجوء إلى التجرٌب وهو مكلف للغاٌة، وتبقى المقارنة مع المنحنٌات التجرٌبٌة الحقٌقٌة وأن خط المماطلة ) الضخ( ٌتأثر قلٌال بتغٌر درجة حرارة المدخل ولكن تأثٌر تغٌر ضغط المدخل كبٌر جدا على حركة خط الضخ نحو المنطقة المستقرة مما ٌقلل من هامش التشغٌل العادي للضاغط. الكلمات الدالة : .توقف المحرك، ضخ الضاغط، فصل تٌار الهواء، الضاغط، التشابه، المنحنى الممٌز Résumé : Dans ce projet, nous avons étudié le problème du décrochage qui caractérise l’interface entre les zones stable et instable d’un compresseur d’air axial et son impact sur ses performances énergétiques. Les objectifs de notre étude ont porté sur la détermination théorique de la région de fonctionnement instable du compresseur pour différentes conditions de fonctionnement, la construction de la courbe caractéristique qui est habituellement obtenu expérimentalement sur banc d’essai, et sur l’étude de l’impact de la variation de quelques paramètres thermodynamiques sur les performances énergétiques du compresseur choisi, en se concentrant particulièrement sur la ligne de décrochage. La démarche suivie et les résultats obtenus ont montré que les différentes courbes caractéristiques d’un compresseur axial (dimensionnelles et adimensionnelles) peuvent être tracées sans le recours à l’expérimentation qui est très onéreuses, reste la comparaison avec des courbes expérimentales réelles et que la ligne de décrochage (pompage) est peu influencée par la variation de la température d’admission mais l’impact de la variation de la pression d’admission est très significatif sur le déplacement de la ligne de pompage vers la zone stable ce qui réduit la marge de fonctionnement normal du compresseur. Mots clés : Décrochage du moteur, Pompage du compresseur, Décollement des filets d’air, Compresseur, Similitude, Courbe caractéristique. Abstract: In this project, we studied the stall problem that characterizes the interface between the stable and unstable zones of an axial air compressor and its impact on its energy performance. The objectives of our study focused on the theoretical determination of the unstable operating region of the compressor under different operating conditions, the construction of the characteristic curve typically obtained experimentally on a test bench, and the study of the impact of variations in several thermodynamic parameters on the energy performance of the selected compressor, with particular emphasis on the stall line. The approach and results obtained showed that the various characteristic curves of an axial compressor (dimensional and non-dimensional) can be plotted without resorting to the expensive experimentation typically required, although comparison with real experimental curves is necessary. Additionally, it was found that the stall line (surge) is minimally affected by variations in inlet temperature, whereas the impact of inlet pressure variation is highly significant in shifting the surge line towards the stable zone, thereby reducing the normal operating margin of the compressor. Keywords: Engine stall, Compressor surge, Airfoil separation, Compressor, Similarity, Characteristic curve.