Yağlı tip bir vidalı kompresörün tasarım optimizasyonu ve HAD analizi

Bu çalışmanın amacı kompresörler arasında en yaygın kullanılan yağlı tip bir vidalı kompresörün port ve rotor tasarım parametreleri dahil olmak üzere tüm tasarım parametrelerinin; tek boyutlu termodinamik yaklaşımla, eş zamanlı olarak RSO (Tepki Yüzeyi Optimizasyon Tekniği) ve Taguchi optimizasyon tekniği olarak adlandırılan iki farklı optimizasyon tekniği ile optimize edilmesidir. Optimize edilen rotor profili ile oluşturulan çözüm hacmi, yağ ve hava olmak üzere çok fazlı olarak Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiğinde (HAD) çözülmüştür. Rotor optimizasyonu için öncelikle iki farklı rotor tasarım yaklaşımı, RSO (Tepki Yüzeyi Optimizasyon Tekniği) ile optimize edilmiştir. Elde edilen iki farklı optimize edilmiş rotor profili arasında özgül güçte %1,33 avantaj sağlayan profil referans alınmış ve bu rotorun tasarım parametreleri Taguchi optimizasyon tekniği ile optimize edilmiştir. Bu iki optimizasyon tekniği karşılaştırıldığında özgül güçte sağlanan %0,34 iyileşme ile RSO tekniği kullanılarak optimize edilen profil, port optimizasyonu ve HAD analizi için kullanılmıştır. Bu çalışmada aynı zamanda rotor diş derinliğinin kompresör performansına olan etkisi de incelenmiştir. Diş derinliği, sabit erkek rotor dış çapı için dişi rotor dış çapı ve eksenler arası mesafe ile tanımlanmıştır. Diş derinliğinde sağlanan %10,34`lük artışın özgül güçte %2,89 iyileşme sağlamıştr. Port optimizasyonu (emme ve basma portu), optimize edilmiş rotor profili referans alınarak belirlenen tasarım parametreleri için RSO tekniği ile yapılmıştır ve özgül güçte %1,17 iyileşme sağlanmıştır. Optimize edilmiş rotor profili ve port için HAD analizi yapılmış ve sonuçlar bir boyutlu termodinamik hesaplamalar ile karşılaştırılmıştır. Tek boyutlu termodinamik hesaplamalar, HAD sonuçlarına göre performans parametrelerinde sağlanan maksimum %3,9 sapma ile doğrulanmıştır.