KFUPM ePrints

An experimental investigation of stall characteristics in a vaneless diffuser.

Abidogun, Kamorudeen Babatunde. (2000) An experimental investigation of stall characteristics in a vaneless diffuser. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
8Mb

Arabic Abstract

أخذت قياسات تفصيلية في نموذج ناشر بدون قنوات في ظروف تشغيل ذات انهيار سرياني ، وأيضاً في ظروف خالية من أي انهيار سرياني . لقد حفظت سرعة الدفاعة ثابتة بينما خفضت نسبة تدفق الهواء بشكل تدريجي حتى يتسنى دراسة ظروف التشغيل المستقرة وغير المستقرة للنافخ . وبشكل عام ، قد حفظت كمية الهواء عند قيمتها التصميمية المثلى لخمسة سرعات تتراوح قيمتها بين 1000 و 3000 لغة/ الدقيقة (تحت الظروف الخالية من الانهيار السرياني) عند دراسة سريان الهواء في الناشر . ثم خفضت كمية تدفق الهواء بشكل تدريجي (لكل من هذه السرعات) حتى بدأ عدم استقرار التدفق في الناشر . ثم خفضت كمية تدفق الهواء بنسبة أكثر حتى يتسنى دراسة خصائص الانهيار السرياني . لقد كررت هذه التجارب ثلاث مرات لقيم مختلفة لنسبة عرض الناشر ب/ د1 = 0.030 ، 0.045 ، 0.055 ، وبالإضافة إلى ذلك فقد تم اختبار نسب مختلفة لقطر الناشر حتى يتسنى تحديد تأثيرها على خصائص الانهيار السرياني وهي د2/ د1 = 1.5 ، 1.75 ، 2.0 . لقد قيست زاوية التدفق (في ظروف خالية من أي انهيار سرياني) من مدخل الناشر حتى مخرجه (تم القياس عند منصف عرض الناشر) ووجد أنها أقل من 78 ْ وهي الموجودة في الابحاث المنشورة . علاوة على ذلك ، وجد أن تردد خلايات الانهيار السرياني وقوتها تزداد كلما زادت سرعة الدفاعة بغض النظر عن عددها ووجد أيصاً أن ترددات خلايا الانهيار السرياني تزداد كلما نقصت نسبة قطر الناشر (مع عرض ثابت للناشر) . ولقد وجد أيضاً (عند سرعة ثابتة للدفاعة ومعدلات تدفق أقل من معدل التدفق الحرج) أن نمط دوران الانهيار السرياني ذو الخلية الواحدة كان مهيمناً على نمط الدوران بخليتين . بالإضافة إلى ذلك ، فإن عدم الاستقرار في الناشر قد أخر بنجاح مع معدلات تدفق أقل ، وذلك عندما ربطت حلقات خائفة أما إلى أحد أو كلا جداري الناشر لكي تنقص مساحة مخرج التدفق للناشر ، وأخيراً ، فقد أظهرت هذه النتائج أن زيادة نسبة العائق تحسن استقرار الناشر .

English Abstract

Detailed flowfield measurements have been taken in a model of radial vaneless diffuser at stall as well as stall-free operating conditions. The speed of the impeller was kept constant while the mass flow rate was reduced gradually to scan the steady and unsteady operating conditions of the blower. Generally speaking, for stall-free conditions only, the flow rate through the blower was kept constant at its optimum design value while studying the flow field for each of the five-impeller speeds tested ranging from 1000 to 3000 RPM. For each speed, the flow rate through the blower was gradually decreased until flow instability is initiated at the diffuser. The flow rate was further reduced to study the characteristics of rotating stall. These procedures were repeated three times for diffuser width ratios, b / Di, of 0.035, 0.045 and 0.055. In addition, diffuser diameter ratio, D₀ / Di, of 1.5, 1.75, and 2 were tested to determine the effects of diffuser diameter ratio on rotating stall characteristics. At stall-free operating conditions, the flow angle measured, from diffuser inlet to its outlet (the measurement path is at half the diffuser width) was less than 78⁰, reported in the open literature. Furthermore, the frequency of the stall cells, as well as its strength, was found to increase as the impeller speed increases, irrespective of the number of stall cells. For a fixed diffuser width, the frequency of the stall cells increases as the diffuser diameter ratio was decreased. At a constant impeller speed and lower flowrates than the critical flowrate, the rotating stall pattern with one stall cell was dominant over the pattern with two stall cells. In addition, the instability in the diffuser was successfully delayed to a lowe flow coefficient when throttle rings were attached to either or both of the diffuser walls in order to reduce the diffuser exit flow area. Finally, the results showed that an increase of the blockage ratio improves the stability of the system.



Item Type:Thesis (PhD)
Date:May 2000
Date Type:Completion
Subjects:Mechanical
Divisions:College Of Engineering Sciences > Mechanical Engineering Dept
Creators:Abidogun, Kamorudeen Babatunde.
Committee Advisor:Ahmed, Saad A.
Committee Members:Al-Farayedhi, Abdulghani A. and Sahin, Ali and Joarder, Anwar H. and Al-Garni, Ahmed Z.
ID Code:9592
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 16:44
Last Modified:25 Apr 2011 08:51

Repository Staff Only: item control page