The role of the CFD modelling in the shape optimization of the pressure pulsations dampers

• Autorzy: Cyklis P. , Młynarczyk P.

Warianty tytułu

PL

Rola modelowania CFD w optymalizacji kształtu tłumików pulsacji ciśnienia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Pressure pulsations in volumetric compressors systems have an important influence on the compression power and reliability. This problem occurs not only in huge compressor systems, as in the natural gas piping, in gas mines or national transport systems, but also in a small refrigeration compressors in domestic applications. Nowadays, it is necessary to develop pressure pulsation damping elements which will be effective for different mass flow rate values. One of the solutions are passive damping elements in the form of various types of nozzles. In addition to the decrease of pressure pulsations value, the result is also an increase in power consumption of the compression. Therefore, shape optimization is necessary. In the article the possibility of optimizing the shape of such elements using computational simulations is discussed.

PL

Pulsacje ciśnienia w instalacjach sprężarek wyporowych mają duży wpływ na ich moce sprężania oraz niezawodność. Problem ten pojawia się nie tylko w dużych systemach sprężarkowych, jak na przykład w sprężarkach gazu ziemnego w kopalniach i rurociągach transportowych, ale również w małych sprężarkach chłodniczych w zastosowaniach domowych. Aktualnie konieczne jest opracowanie elementów tłumiących pulsacje ciśnienia dla różnych wartości strumienia przepływającego czynnika. Jednym z rozwiązań są pasywne elementy tłumiące w postaci różnego rodzaju zwężek. Poza spadkiem wartości pulsacji ciśnienia efektem jest również wzrost poboru mocy sprężania. Wymagana jest więc optymalizacja kształtu takich elementów. Niniejszy artykuł rozważa możliwość przeprowadzania optymalizacji kształtu pasywnych tłumików pulsacji ciśnienia przy pomocy symulacji komputerowych.

Słowa kluczowe

EN

CFD simulations; pressure pulsation damping; nozzle gas flow

PL

symulacje CFD; pulsacje ciśnienia; przepływ gazu w dyszy

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2015
• Tom: Y. 112, iss. 2-M
• Strony: 11--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wyk., wz.

Twórcy

autor

Cyklis P.

• Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

autor

Młynarczyk P.

• Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Cyklis P., Identyfikacja termodynamiczna elementów instalacji sprężarek wyporowych. Uogólnienie modelu Helmholtza, Monography, nr 254, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 1999.
• [2] Ma Y.-C., Min O.-K., Pressure calculation in a compressor cylinder by a modified new Helmholtz modeling, Journal of Sound and Vibration 243, 2001, 775-796.
• [3] Lee, S-H., Ih, J-G., Effect of non-uniform perforation in the long concentric resonator on transmission loss and back pressure, Journal of Sound and Vibration 311, 2008, 280-296.
• [4] Hermann J., Koreck J., Maess M., Gaul L., von Estroff O., Frequency-dependent damping model for the hydroacoustic finite element analysis of fluid-filled pipes with diameter changes, Mechanical Systems and Signal Processing 25, 2011, 981-990.
• [5] Sadamoto A., Tsubakishita Y., Murakami Y., Sound attenuation in circular duct using slit-like short expansion of eccentric and/or serialized configuration, Journal of Sound and Vibration 277, 2004, 987-1003.
• [6] Shademan Y., Barron M., Balachandar R., CFD Study of effects of geometry variations on flow in a nozzle, Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, Vol. 6, No. 3, 2012, 412-425.
• [7] Torregosa A., Fajardo P., Gil A., Navarro R., Development of non-reflecting boundary condition for application in 3D computational fluid dynamics, Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, Vol. 6, No. 3, 2005, 447-460.
• [8] Sekavcnik M., Ogorevc T., Skerget L., CFD analysis of the dynamic behaviour of a pipe system, Forsh Ingenieurwes 70, 2012, 139-144.
• [9] Engineering toolbox, http://www.engineeringtoolbox.com/darcy-weisbach-equation- d_646.html (date of access: 2014-11-21).