new5

pdf پایان نامه بررسي روشهاي كنترل پديده سرج در كمپرسورها

39.000تومان

توضیحات

فهرست مطالب

1 چكيده
2 مقدمه
3 فصل اول : كليات
4 ° 1- 1) هدف
4 ° 1- 2)پيشينه تحقيق
5 ° 1- 3)روش كار و تحقيق
6 فصل دوم : آشنايي با كمپرسورها و پديدة سرج
7 ° 2- 1) مقدمه
7 ° 2- 2) اصول عملكرد كمپرسورها
8 ° 2- 3) توصيف عملكرد كمپرسورها
2- 4) ناپايداري هاي فلو در كمپرسورها 9
2- 5) رفتار ديناميكي كمپرسورها 12
2- 6)جلوگيري از سرج و RS 13
فصل سوم : بررسي مدل رياضي سيستم فشرده سازي 15
3- 1) مقدمه 16
3- 2) مقدمات لازم 17
3-3) مدل كمپرسور در صورت قرار گرفتن ولو در خروجي آن 19
3-4) وضعيت تعادل 21
3-5) مدلي از نوع Moore-Greitzer براي كمپرسورهاي با سرعت متغير 25
فصل چهارم : بررسي روشهاي كنترل سرج
4- 1) مقدمه
4- 2) كنترل سرج با استفاده از back stepping 39
4- 3) كنترل سرج بر اساس Passivity 53
4- 4) پايدار سازي سرج در كمپرسورهاي سانتريفيوژ با استفاده از فيدبك مثبت 59
4-5) پايدار سازي فعال سرج با تزريق هوا 74
4-6) استفاده از روشهاي كنترل غيرخطي براي كنترل يك كمپرسور محوري
4-7) كنترل جدولبندي بهره با شناسايي LPV براي كنترل سرج و RS 81
4-8) كنترل سرج و stall در موتورجت توسط فيدبك خروجي 81
4-9)كنترل تطبيقي ناپايداري سرج در كمپرسور 92
فصل پنجم : نتيجه گيري و پيشنهادات 97
نتيجه گيري 99
پيشنهادات 99
پيوست ها 100
منابع و ماخذ 108
108 فهرست منابع لاتين
109 سايت هاي اطلاع رساني
110 چكيده انگليسي

فهرست جدول ها
3-1 : مدلهاي موجود جهت سيستمهاي فشرده سازي با اعمال تغييرات لازم 34
4-2 : پارامترها در مدل Greitzer 64

فهرست شكل ها
2-1 : شماتيك يك كمپرسور سانتريفيوژ و يك كمپرسور محوري 8
2-2 : نمودار مشخصه يك كمپرسور 9
10 Rotating Stallسلولهاي : 3-2
11 در مشخصه كمپرسور Rotating Stall : 4-2
2-5 : مشخصه كمپرسور در سيكل سرج عميق 12
2-6 : شروع پديده سرج در يك كمپرسور با اندازه گيري فشار خروجي آن 12
3-1 : مدل سيستم فشرده سازي 17
3-2 : مشخصه كمپرسور مدل MG3 19
3-3 : سيستم كمپرسور با CCV 20
3-4 : مشخصه هاي كمپرسور و تراتل ولو 22
3-5 : نقشه مربوط به سيستم فشرده سازي 25
4-1 : اثر تغيير بار كمپرسور 37
4-2 : تفاوت بين اجتناب از سرج و كنترل فعال سرج 38
4-3 : ساختار اتصال فيدبك منفي سيستم اكيدا پسيو توسط يك سيستم پسيو 51
4-4 : كمپرسور در وضعيت سرج است و در200= ζ كنترلر وارد مدار مي شود. 52
4-5 : كمپرسور در وضعيت سرج است و در200= ζ كنترلر وارد مدار مي شود(اغتشاشات 52
هم در نظر گرفته شده اند)
4-6 : اغتشاشاتي كه منجر به سرج گرديده اند و توسط كنترل تطبيقي حذف شده اند. 53
4-7 : سيستم حلقه بسته 2ς1ς∑ 57
4-8 : سيستم حلقه بسته 2ς1ς∑ بااغتشاشات 58
4-9 : مقايسه بين نتايج شبيه سازي با كنترلـر طراحـي شـده از روشbackstepping 58
(خط چين) و روش پسيويتي(خطوط پررنگ)
4-10 : شماتيك توربين گازي 63
4-11 : مدل سيستم فشرده سازي 63
4-12 : بلاك دياگرام مربوط به مدل خطي شده سيستم فشرده سازي 65
4-13 : نتايج شبيه سازي براي سيستم غيرخطي فشرده سازي 66
4-14 : نتايج پياده سازي عملي سيستم 66
4-15 : دياگرام سيستم 67
4-16 : دياگرام سيستم 69
4-17 : بلوك دياگرام سيستم كنترل براي برآورده شدن محدوديت هاي طراحي 72
4-18 : توابع وزني و توابع تبديل 73
4-19 : توابع وزني و توابع تبديل نزديك ناحيه سرج(با كنترلر و بدون كنترلر) 73
4-20 : اثر كنترلر LQR بر روي oV براي 1.0 =α 80
4-21 : فلوهاي جرمي اندازه گيري شده در 8 ناحيه اطراف محـيط كمپزسـور و سـيگنال 80
كنترل اعمالي
44-22 : مشخصه كمپرسور با در نظر گرفتن اثر تخليه و كنتورهاي راندمان 81
4-23 : مشخصه كمپرسور با در نظر گرفتن اثر كنترل فعال 82
4-24 : محدوديت ناحيه كاري در طول مدت دور گرفتن كمپرسور 82
4-25 : پاسخ گذرا باسيكل سرج كلاسيك 84
4-26 : فلوي جرمي كمپرسور 87
4-27 : ميزان افزايش فشار در كمپرسور 87
87 RS : 28-4
4-29 : نتايج شبيه سازي ناشي از اعمال فيدبك خروجي به سيستم 92
4-30 : مشخصه هاي كمپرسور و تراتل ولو 93
4-31 : كاربرد كنترلر:شكل سمت راست:نتايج تجربي، شكل سمت چپ:نتايج شبيه سازي 95

چكيده:
ناپايداري هاي آئروديناميكي فلو مي توانند كمپرسور را بطور جدي آسيب رسانند و ناحيه عملكردسيستم را محدود نمايند بنابراين بايستي براي اجتناب از آنها چاره اي انديشيد.
ناپايداري سرج عبارتست از نوسانات يكبعدي كه منجر به افـزايش فـشار و فلـوي جرمـي كمپرسـور مـيگردد.سرج ناحيه كاري سيستم را به شدت تحت تاثير قرار داده و راندمان آن را كاهش مي دهد و نهايتـامنجر به آسيب جدي كل سيستم مي گردد. اين پديده در نرخ هاي فلوي جرمـي كـم كمپرسـور رخ مـيدهد و نتيجه آن ايجاد نوسانات با دامنه بزرگ در فشار و نرخ فلوي جرمي خروجي از كمپرسور است.
تاكنون كارهاي زيادي براي حذف مشكل سرج انجام شده است و بيشتر اين كارها بر اساس كـار گرايتـزر(1976) و موره (1986) مي باشند . زيرا اين افراد اولين كساني بودند كه مدلهاي ديناميكي را براي آنـاليزو طراحي سيستمهاي كنترل جهت سيستمهاي فـشرده سـازي و پايدارسـازي آنهـا ، پيـشنهاد نمودنـد ومدلهاي ارائه شده توسط آنها بطور گسترده اي مورد استفاده و بهـره بـرداري سـاير محققـين ايـن زمينـهكاري قرار گرفته است. در اين مجموعه هدف ما بررسي مدلهاي مختلف و همچنين كنترلرهاي بكار رفتـهجهت كنترل پديده هاي ناپايداري فلو در كمپرسورها مي باشد.

مقدمه:
كمپرسورها به دليل كاربرد گسترده اي كه در صنايع مختلف براي فشرده سازي و انتقال گازها دارنداز اهميت ويژه اي بر خوردارند. پديده سرج كه يك ناپايداري فلو در كمپرسورها به حساب مي آيد، ناحيـهعملكرد سيستم فشرده سازي را محدود مي نمايد و مانع از دستيابي به حـداكثر رانـدمان كمپرسـور مـيشود. لذا كنترل اين پديده از مدتها قبل در كـانون توجـه محققـان قـرار گرفتـه اسـت. تـاكنون روشـهايمختلفي جهت كنترل اين ناپايداري در كمپرسورهاي محوري و گريز از مركز پيـشنهاد گرديـده اسـت . بـاتوجه به كاربرد كمپرسورهاي محوري در موتورهاي جت و هواپيما، بيشتر كارهـا در زمينـه كنتـرل سـرجمربوط به كمپرسورهاي محوري مي باشد، در اين مجموعه ما روشهاي نوين كنترل سرج در كمپرسورهايمحوري و سانتريفيوژ را كه مبتني بر كنترل فعال مي باشند بررسي مي نماييم.

فصل اول

كليـات
فصل اول: كليات 1-1) مقدمه
در اين مجموعه هدف ما بررسي مدلهاي مختلف و همچنين كنترلرهاي بكار رفته جهـت كنتـرل پديـدههاي ناپايداري فلو در كمپرسورها مي باشد. ناپايداري هاي آئروديناميكي فلو مي توانند كمپرسور را بطـورجدي آسيب رسانند و ناحيه عملكرد سيستم را محدود نمايند بنابراين بايستي براي اجتناب از آنهـا چـارهاي انديشيد.
ابتدا مدلهاي استخراج شده براي سيستم هاي فشرده سازي محوري و گريز از مركز را معرفي مي نماييم،سپس به بررسي روشهاي مختلف ارائه شده تا كنون براي كنترل ناپايداري سرج در كمپرسورهاي محوريو گريز از مركز مي پردازيم، نهايتا مقايسه روشهاي مختلف با يكديگر و نتيجه گيري پاياني را مي آوريـم و در انتها چند مدل تجاري كنترلرهاي آنتي سرج را معرفي مي نماييم.
1-2) پيشينه تحقيق
مدل ديناميكي به دست آمده براي كمپرسور هاي محوري و سانتريفيوژ بر اسـاس مـدل دو حالتـه بـاپارامترهايlumped طبق مدل ارائه شده توسط گرايتزر مي باشد [10]كـه مبنـاي طراحـي كنترلرهـايآنتي سرج از گذشته تا كنون براي اين كمپرسورها مي باشد. در روشـهاي قـديمي كنتـرل سـرج تكنيـكمورد استفاده، اجتناب از سرج بود. در اين روشها از ابزارهاي مختلفـي بـراي دور نگـه داشـتن نقطـه كـاركمپرسور از ناحيه اي كه در آن سرج رخ مي دهد، استفاده مي گرديد. از نظر عملي خطـي بـه نـام خـطكنترل سرج در فاصله اي دورتر از خط سرج ترسيم مي شود تا بدين وسيله يك حاشيه اجتنـاب از سـرجدر منحني مشخصه كمپرسور به دست آيد. اين روش ما را مطمئن مي سازد كه نقطه كـار سيـستم خـطسرج را قطع نمي كند و لذا پديده سرج به وقوع نمي پيوندد. اين روش ناحيه كاري كمپرسور را به ناحيـهاي كه سيستم در وضعيت حلقه باز در آن ناحيه پايدار است، محدود كرده و لذا رانـدمان كـل سيـستم رامحدود مي كند.
روشهاي مبتني بر كنترل فعـال سـرج، كـه ناپايـداريهايي را كـه منجـر بـه سـرج مـي شـوند حـذف نمايند، مي توانند ناحيه عملكرد پايدار سيستم را به آنسوي خط سرج سيـستم گـسترش دهنـد و ناحيـهكاري پايدار سيستم را وسيعتر نمايند. براساس مدل خطي شـده سيـستم، اپـشتاين ، فـوكس ويليـام وگرايتزر ، روش كنترل فعال جهت حذف سرج ارائه داده اند. كنترلر فيدبك مثبت استاتيك خروجي توسطفرنك ويلمز [2]جهت كنترل سرج با محرك ولو تخليه فلوي جرمي، مورد استفاده گرديـد كـه توانـستحدود 7 درصد در فلوي جرمي نقطه سرج بهبود ايجاد نمايد. اين روش بر اساس تكنيكهاي جايابي قطـببا استفا ده از مدل خطي شده گرايتزر با دو متغير حالت بود كه در آن از تغييرات سرعت كمپرسور و اثراتدما، صرف نظر شده بود.

روش گام به عقب توسط گراودهال [1] جهت استخراج يك قانون كنترل سرج براي مـدل گرايتـزر بـا درنظر گرفتن اغتشاشات متغير با زمان، مورد استفاده قرار گرفت.
مساله كنترل دوشاخگي در مقالات كنگ، گو، اسپاركس و بندا [14] [6]براساس مـدل گرايتـزر مـوردبررسي و تحليل قرار گرفته است.
كنترل غير خطي سرج در[4] براي كمپرسور محوري طراحـي گرديـده اسـت. كنتـرل فيـدبك اسـتاتيكخروجي در [7] براي كمپرسور محوري پيشنهاد گرديده است.
كنترل جدولبندي بهره با شناساييLPV در [9] جهت دستيابي به ماكزيمم راندمان كمپرسـور و حـذفسرج و RS بكار رفته است.
در كليه روشهاي معرفي شده در بالا فرض بر اين است كه مدل سيستم مشخص و معلوم مي باشد يعنـي مشخصه هاي كمپرسور و ولو موجود مي باشـند. بلانچينـي و گياناتاسـيو در [15] حـالتي را كـه در آن مشخصه هاي تراتل ولو و كمپرسور و همچنين پارامتر گرايتزر نامشخص هستند، در نظر گرفته اند. آنهـااز يك روش ساده جهت كنترل سرج اسـتفاده نمودنـد كـه در آن ورودي كنتـرل موقعيـت تراتـل ولـو وخروجي اندازه گيري فشار كل در ورودي كمپرسور مي باشد. براي اين سيستم يك قانون كنترل تطبيقـيمقاوم گين بالا به نام ردياب λ طراحي شده است .
1-3) روش تحقيق
در اين مجموعه ما پس از معرفي مدل ديناميكي متداول جهت طراحي و تحليل سيستم هاي فـشردهسازي به معرفي روشهاي مختلف كنترل فعال پديده سـرج در كمپرسـورهاي محـوري و گريـز از مركـز ونهايتا مقايسه اين روشها با يكديگر مي پردازيم.
1-3-1) معرفي بخشهاي اين مجموعه
در فصل دوم ابتدا اصول عملكرد كمپرسورهاي محوري و گريز از مركز را توضيح مي دهـيم، سـپس بـهتعريف پديده هاي سرج و Rotating Stall پرداخته و نحوه بوجود آمـدن آنهـا را بررسـي مـي كنـيم. در فصل سوم به بررسي مدلهاي رياضي مختلف بكار رفته در مقالات متعدد جهت مدل كـردن پديـده هـايسرج و Rotating Stall پرداخته و آنگاه خود را آماده مي كنيم تا در فصل چهارروشهاي مختلف كنتـرلاين پديده هاي آئروديناميكي فلو را كه طي سالهاي مختلف پيشنهاد و بعضاً پياده سازي شده اند، بررسـينماييم. نتيجه گيري كلي مربوط به روشهاي معرفي شده در فصل چهاررا در فصل پنجم انجام مي دهيم ونهايتا در پيوست اين مجموعه برخي مدلهاي تجاري كنترلرهاي آنتي سرج كه در صنعت بكار مي روند رامعرفي مي نماييم.

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “pdf پایان نامه بررسي روشهاي كنترل پديده سرج در كمپرسورها”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

− 1 = 1

شناسه محصول: d491 دسته: