Test facility development for small centrifugal compressors (design stage)

Abstract

إن توجه العام لتطبيقات ضواغط الطرد المركزي هو إيجاد وحدة صغيرة وخفيفة ذات ضغط نسبي وكفاءة عاليتين . ولتحقيق ذلك لابد أن تكون سرعة دوران الضاغط عالية جداً (أكثر من 30000 دورة في الدقيقة) وذلك لزيادة سرعة طرف المروحة الطاردة . هذه الخواص تقلل من تكلفة التصنيع والتشغيل وتحسن بشكل عام أداء النظام . الهدف من هذا البحث هو تصميم جهاز اختبار ضواغط الطرد المركزي الصغير لدراسة أدائها ، وهذا يشمل الكفاءة ونطاق التشغيل . وقد أخذ في الحسبان عند تصميم جهاز الاختبار الأمان ، مرونة العمل ، الاعتمادية ودقة التحليل . التصميم أخذ في الاعتبار معاير الأداء رقم 10 للجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين . الدراسة تشمل النتائج الرئيسية الآتية : • التحليل الهوائي والحراري الديناميكي للمروحة الطاردة لتقدير متطلبات الطاقة لأشكال وأحجام مختلفة من الضواغط بالإضافة إلى عزم التدوير ونسبتي الضغط والحرارة . هذا التحليل استخدم لتطوير ثلاثة برامج تساعد في اختيار المدور المناسب بالإضافة إلى أجهزة القياس المناسبة . وقد دلت النتائج إلى الحاجة لاستخدام محرك ذو قدرة تصل إلى 500 كيلو وات لتدوير مروحة ضاغط نصف قطرها الخارجي يتراوح طوله من 0.0286 إلى 0.1143 متر . ومن المتوقع أن تصل أعلى نسبة ضغط إلى أكثر من 8 وأعلى تدفق هواء يصل إلى 3.35 كيلو غرام في الثانية باستخدام هذا المحرك . • تصميم جهاز الاختبار ويشمل التخطيط العام واختيار المدور المناسب . • تركيب منظومة أجهزة القياس مع الأخذ في الاعتبار معاير الأداء رقم 10 للجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين بالإضافة إلى تحليل دقة أجهزة القياس وذلك لعينة واحدة ، وهذا يساعد على التقليل من نسبة الخطأ في نتائج القياس .