In this paper we present a case study of apparent performance variation of an optimized centrifugal compressor design when its metal parts are cold-before the conjugated heat transfer between the fluid and parts reaches an energetic equilibrium. The methods used are numerical, using full viscous 3D computational fluid dynamics with heat transfer. Three cases were considered, an adiabatic wall baseline, an all-blade cooling at 293 K and a more realistic stator row cooling at 293 K. Results

more »

... te an apparent yet erroneous isentropic efficiency reading increase beyond 100%-which was to be expected due to the fluid cooling. However the isentropic and polytropic efficiencies could be estimated and were used to more accurately assess the performance of the compressor. Power consumption decreased to approximately 97% of the original load while the pressure ratio was marginally increased. This alone does not, however, explain the non-physical efficiency readings, which are mainly due to the assumptions and manner under which the efficiency itself is calculated. The paper presents a more robust approach to measuring efficiency, regardless of the heat transfer within the turbomachinery itself. Possible applications of the study may range from cold-start regime simulation to the optimization of inter-cooling setup or even flow angle control without mechanically actuated OGV. ABSTRAK: Kertas ini membincangkan tentang kajian kes ke atas perubahan jelas pada rekaan pemampat sentrifugal yang dioptimumkan ketika logam disejukkan-sebelum berlaku perubahan pemindahan haba ke atas bahagian tersebut antara keadaan cecair dan takat keseimbangan tenaga. Kaedah yang digunakan adalah numerikal, dengan menggunakan pengiraan kelikatan penuh cecair 3D dinamik melalui perubahan tenaga. Tiga kaedah telah diambil kira, iaitu: garis pemisah adiabatik, penyejukan pada semua bilah pada suhu 293 K dan pendekatan yang lebih realistik iaitu baris stator yang disejukkan pada suhu 293 K. Keputusan mendapati kesalahan kenaikan bacaan yang jelas pada ketepatan bacaan isentropik melebihi 100%-keputusan ini telah dijangka akan berlaku disebabkan oleh kesan penyejukan cecair. Walau bagaimanapun, ketepatan isentropik dan politropik boleh dianggarkan dan telah digunakan untuk menilai ketepatan prestasi pemampat. Penggunaan tenaga telah berkurangan sebanyak 97% daripada beban asal, sementara nisbah tekanan telah bertambah sedikit. Perkara ini, walau bagaimanapun tidak dapat menjelaskan bacaan yang tepat pada perkara yang tidak bersifat fizikal, kebiasaannya berlaku disebabkan oleh andaian dan cara ketepatan bacaan itu dikira. Kertas ini membentangkan pendekatan yang lebih mantap untuk mengukur ketepatan, tidak kira sama ada ketika pemindahan haba berlaku di dalam mesin turbo itu sendiri. Aplikasi yang berkaitan kerja ini mungkin termasuk bermula dari simulasi rejim mula-sejuk (cold-start), sehingga kepada antara persediaan penyejukan ataupun kawalan darjah aliran penyejukan tanpa mesin gerakan OGV.