Ads Area

Axial compressor

محوری کمپریسر کا متحرک تخروپن۔ جامد بلیڈ سٹیٹرز ہیں ۔

ایک محوری کمپریسر ایک گیس کمپریسر ہے جو گیسوں پر مسلسل دباؤ ڈال سکتا ہے ۔ یہ ایک گھومنے والا، ایئر فوائل پر مبنی کمپریسر ہے جس میں گیس یا کام کرنے والا سیال بنیادی طور پر گردش کے محور کے متوازی، یا محوری طور پر بہتا ہے۔ یہ دوسرے گھومنے والے کمپریسرز جیسے سینٹرفیوگل کمپریسر سے مختلف ہے۔, axi-centrifugal compressors اور مخلوط بہاؤ کمپریسرز جہاں سیال کے بہاؤ میں کمپریسر کے ذریعے ایک "ریڈیل جزو" شامل ہوگا۔ سیال کی توانائی کی سطح بڑھ جاتی ہے کیونکہ یہ روٹر بلیڈ کے عمل کی وجہ سے کمپریسر کے ذریعے بہتا ہے جو سیال پر ٹارک لگاتے ہیں۔ سٹیشنری بلیڈ سیال کو سست کرتے ہیں، بہاؤ کے محیط جزو کو دباؤ میں تبدیل کرتے ہیں۔ کمپریسرز عام طور پر برقی موٹر یا بھاپ یا گیس ٹربائن سے چلتے ہیں ۔ [1]

محوری بہاؤ کمپریسرز کمپریسڈ گیس کا مسلسل بہاؤ پیدا کرتے ہیں، اور اعلی کارکردگی اور بڑے پیمانے پر بہاؤ کی شرح کے فوائد ہیں ، خاص طور پر ان کے سائز اور کراس سیکشن کے سلسلے میں۔ تاہم، انہیں بڑے دباؤ میں اضافے کو حاصل کرنے کے لیے ایئر فوائل کی کئی قطاروں کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے وہ دوسرے ڈیزائن (مثلاً سینٹری فیوگل کمپریسر) کے مقابلے میں پیچیدہ اور مہنگے ہوتے ہیں۔

محوری کمپریسرز بڑے گیس ٹربائنز جیسے جیٹ انجن ، تیز رفتار جہاز کے انجن، اور چھوٹے پیمانے کے پاور اسٹیشنوں کے ڈیزائن کے لیے لازمی ہیں ۔ وہ صنعتی ایپلی کیشنز میں بھی استعمال ہوتے ہیں جیسے بڑے حجم کے ہوا سے الگ کرنے والے پلانٹس، بلاسٹ فرنس ایئر، فلوئڈ کیٹلیٹک کریکنگ ایئر، اور پروپین ڈی ہائیڈروجنیشن ۔ فلائٹ لفافے کے دوران اعلیٰ کارکردگی، اعلیٰ وشوسنییتا اور لچکدار آپریشن کی وجہ سے، وہ ایرو اسپیس راکٹ انجنوں ، ایندھن کے پمپ کے طور پر اور دیگر اہم ہائی حجم ایپلی کیشنز میں بھی استعمال ہوتے ہیں ۔ [2]

عام درخواستبہاؤ کی قسمفی مرحلہ دباؤ کا تناسبفی مرحلہ کارکردگی [2]
صنعتیسبسونک1.05–1.288-92%
ایرو اسپیسٹرانسونک1.15–1.680-85%
تحقیقسپرسونک1.8–2.275-85%

تفصیل ترمیم ]

محوری کمپریسرز گھومنے اور اسٹیشنری اجزاء پر مشتمل ہوتے ہیں۔ ایک شافٹ ایک سنٹرل ڈرم چلاتا ہے جسے سٹیشنری ٹیوبلر کیسنگ کے اندر بیرنگ کے ذریعے برقرار رکھا جاتا ہے۔ ڈرم اور کیسنگ کے درمیان ایئر فوائلز کی قطاریں ہیں، ہر ایک قطار یا تو ڈرم یا کیسنگ سے متبادل طریقے سے جڑی ہوئی ہے۔ گھومنے والی ایئر فوائلز کی ایک قطار اور اسٹیشنری ایئر فوائلز کی اگلی قطار کے جوڑے کو سٹیج کہا جاتا ہے۔ گھومنے والی ایئرفائلز، جنہیں بلیڈ یا روٹر بھی کہا جاتا ہے، محوری اور محیط دونوں سمتوں میں سیال کو تیز کرتے ہیں۔ سٹیشنری ایرفائلز، جنہیں وینز یا سٹیٹرز بھی کہا جاتا ہے، پھیلاؤ کے ذریعے بڑھتی ہوئی حرکیاتی توانائی کو جامد دباؤ میں تبدیل کرتے ہیں اور سیال کے بہاؤ کی سمت کو ری ڈائریکٹ کرتے ہیں تاکہ اسے اگلے مرحلے کے روٹر بلیڈ کے لیے تیار کیا جا سکے۔ [3]روٹر ڈرم اور کیسنگ کے درمیان کراس سیکشنل ایریا کو بہاؤ کی سمت میں کم کر دیا جاتا ہے تاکہ سیال کے کمپریس ہونے کے بعد ایک بہترین مچ نمبر کی محوری رفتار کو برقرار رکھا جا سکے۔

کام کرنا ترمیم ]

جیسے ہی سیال محوری سمت میں داخل ہوتا ہے اور چھوڑتا ہے، توانائی کی مساوات میں سینٹرفیوگل جز کام میں نہیں آتا ہے۔ یہاں کمپریشن مکمل طور پر حصئوں کے مختلف عمل پر مبنی ہے۔ اسٹیٹر میں پھیلنے والا عمل سیال کے مطلق حرکیاتی سر کو دباؤ میں اضافے میں تبدیل کرتا ہے۔ توانائی کی مساوات میں رشتہ دار کائنےٹک ہیڈ ایک اصطلاح ہے جو صرف روٹر کی گردش کی وجہ سے موجود ہے۔ روٹر سیال کے رشتہ دار کائنےٹک ہیڈ کو کم کرتا ہے اور اسے سیال کے مطلق کائنےٹک ہیڈ میں شامل کرتا ہے یعنی سیال کے ذرات پر روٹر کے اثر سے ان کی رفتار (مطلق) بڑھ جاتی ہے اور اس طرح سیال اور روٹر کے درمیان رشتہ دار رفتار کم ہو جاتی ہے۔ . مختصراً، روٹر سیال کی مطلق رفتار کو بڑھاتا ہے اور اسٹیٹر اسے دباؤ میں اضافے میں بدل دیتا ہے۔ روٹر کے راستے کو پھیلانے کی صلاحیت کے ساتھ ڈیزائن کرنا اس کے معمول کے کام کرنے کے علاوہ دباؤ میں اضافہ کر سکتا ہے۔ یہ ہر مرحلے میں زیادہ دباؤ میں اضافہ پیدا کرتا ہے جو ایک اسٹیٹر اور روٹر کو ایک ساتھ تشکیل دیتا ہے۔ یہ رد عمل کا اصول ہے۔ٹربو مشینیں اگر کسی مرحلے میں دباؤ میں اضافے کا 50٪ روٹر سیکشن پر حاصل کیا جاتا ہے، تو اسے 50٪ ردعمل کہا جاتا ہے۔ حوالہ درکار ]

ڈیزائن ترمیم ]

ایک مرحلے سے پیدا ہونے والے دباؤ میں اضافہ روٹر اور سیال کے درمیان رشتہ دار رفتار، اور ایئر فوائلز کے موڑنے اور پھیلانے کی صلاحیتوں سے محدود ہے۔ کمرشل کمپریسر میں ایک عام مرحلہ پولی ٹراپک کے ساتھ ڈیزائن کے حالات میں 15% اور 60% (1.15–1.6 کے دباؤ کا تناسب) کے درمیان دباؤ میں اضافہ کرے گا۔90-95٪ کے علاقے میں کارکردگی۔ مختلف دباؤ کے تناسب کو حاصل کرنے کے لیے، محوری کمپریسرز مختلف نمبروں کے مراحل اور گردشی رفتار کے ساتھ بنائے گئے ہیں۔ انگوٹھے کے اصول کے طور پر ہم فرض کر سکتے ہیں کہ دیئے گئے کمپریسر کے ہر مرحلے میں درجہ حرارت میں ایک جیسا اضافہ ہوتا ہے (ڈیلٹا ٹی)۔ اس لیے، داخلے پر، کمپریسر کے ذریعے ہر مرحلے تک درجہ حرارت (Tstage) کو بتدریج بڑھنا چاہیے اور تناسب (Delta T)/(Tstage) کے اندراج کو کم ہونا چاہیے، اس طرح یونٹ کے ذریعے مرحلے کے دباؤ کے تناسب میں ترقی پسند کمی کا مطلب ہے۔ لہذا پچھلے مرحلے میں پہلے مرحلے کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم دباؤ کا تناسب تیار ہوتا ہے۔ اعلی درجے کے دباؤ کا تناسب بھی ممکن ہے اگر سیال اور روٹرز کے درمیان رشتہ دار رفتار سپرسونک ہو، لیکن یہ کارکردگی اور آپریٹیبلٹی کی قیمت پر حاصل کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے کمپریسرز، اسٹیج پریشر ریشو 2 سے زیادہ کے ساتھ،

ایئر فوائل پروفائلز کو مخصوص رفتار اور موڑ کے لیے موزوں اور مماثل بنایا گیا ہے۔ اگرچہ کمپریسرز کو مختلف بہاؤ، رفتار، یا دباؤ کے تناسب کے ساتھ دوسری حالتوں میں چلایا جا سکتا ہے، لیکن اس کے نتیجے میں کارکردگی کا جرمانہ یا بہاؤ میں جزوی یا مکمل خرابی ہو سکتی ہے (جسے بالترتیب کمپریسر اسٹال اور پریشر سرج کہا جاتا ہے)۔ اس طرح، مراحل کی تعداد پر ایک عملی حد، اور مجموعی دباؤ کا تناسب، مختلف مراحل کے تعامل سے آتا ہے جب ڈیزائن کے حالات سے ہٹ کر کام کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ کمپریسر میں کچھ لچک فراہم کر کے ان "آف ڈیزائن" حالات کو ایک خاص حد تک کم کیا جا سکتا ہے۔ یہ عام طور پر ایڈجسٹ سٹیٹرز کے استعمال یا والوز کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے جو مراحل کے درمیان مرکزی بہاؤ سے سیال خون بہا سکتے ہیں (انٹر سٹیج بلیڈنگ)۔ جدید جیٹ انجن کمپریسرز کی ایک سیریز کا استعمال کرتے ہیں، مختلف رفتار سے چل رہا ہے؛ تمام پرواز کے حالات کے لیے کافی لچک کے ساتھ دہن کے لیے تقریباً 40:1 دباؤ کے تناسب پر ہوا کی فراہمی۔

حرکیات اور توانائی کی مساوات ترمیم ]

روٹر بلیڈ میں داخل ہونے اور باہر نکلنے والے گھومنے والے سیال کی رفتار تکون

مومنٹم کے لمحے کا قانون کہتا ہے کہ کسی سیال پر کام کرنے والی بیرونی قوتوں کے لمحات کا مجموعہ جو کنٹرول والیوم پر عارضی طور پر قابض ہے ، کنٹرول والیوم کے ذریعے کونیی مومینٹم فلوکس کی خالص تبدیلی کے برابر ہے۔

گھومتا ہوا سیال رداس پر کنٹرول والیوم میں داخل ہوتا ہے،ٹینجینٹل رفتار کے ساتھ،، اور رداس پر پتے،ٹینجینٹل رفتار کے ساتھ،.

اوربالترتیب inlet اور آؤٹ لیٹ پر مطلق رفتار ہیں۔
اورانلیٹ اور آؤٹ لیٹ میں بالترتیب محوری بہاؤ کی رفتار ہیں۔
اورانلیٹ اور آؤٹ لیٹ میں بالترتیب گھومنے کی رفتار ہیں۔
اورانلیٹ اور آؤٹ لیٹ میں بالترتیب بلیڈ سے متعلق رفتار ہیں۔
بلیڈ کی لکیری رفتار ہے۔
گائیڈ وین زاویہ ہے اوربلیڈ زاویہ ہے.

رفتار کی تبدیلی کی شرح، F مساوات کے ذریعہ دی گئی ہے:

(رفتار مثلث سے)

ایک مثالی حرکت پذیر بلیڈ کے ذریعے استعمال ہونے والی طاقت، P مساوات کے ذریعے دی گئی ہے:

حرکت پذیر بلیڈ میں سیال کی اینتھالپی میں تبدیلی:

لہذا،

جس کا مطلب ہے،

روٹر بلیڈ میں اسنٹروپک کمپریشن ،

لہذا،

جس کا مطلب ہے

رد عمل کی ڈگری ، روٹر بلیڈ کے داخلے اور باہر نکلنے کے درمیان دباؤ کے فرق کو رد عمل کا دباؤ کہا جاتا ہے ۔ دباؤ کی توانائی میں تبدیلی کا حساب رد عمل کی ڈگری سے لگایا جاتا ہے ۔

لہذا،

کارکردگی کی خصوصیات ترمیم ]

محوری کمپریسر میں مثالی اور حقیقی کارکردگی کے وکر میں فرق بتانے کی وجوہات

عدم استحکام ترمیم ]

Greitzer [4] نے ایک ہیلم ہولٹز ریزونیٹر قسم کے کمپریشن سسٹم ماڈل کا استعمال کیا تاکہ کمپریشن سسٹم کے عارضی ردعمل کی پیشین گوئی کی جا سکے جب ایک چھوٹی سی ہنگامہ آرائی ایک مستحکم آپریٹنگ حالت پر عائد ہوتی ہے۔ اس نے ایک غیر جہتی پیرامیٹر پایا جس نے پیش گوئی کی کہ کمپریسر کی عدم استحکام، گھومنے والے اسٹال یا اضافے کے نتیجے میں کون سا موڈ آئے گا۔ پیرامیٹر نے روٹر کی رفتار، سسٹم کی ہیلم ہولٹز ریزونیٹر فریکوئنسی اور کمپریسر ڈکٹ کی "مؤثر لمبائی" کا استعمال کیا۔ اس کی ایک اہم قدر تھی جس نے یا تو گھومنے والے اسٹال یا اضافے کی پیش گوئی کی تھی جہاں بہاؤ کے خلاف دباؤ کے تناسب کی ڈھلوان منفی سے مثبت میں بدل جاتی ہے۔

مستحکم ریاستی کارکردگی ترمیم ]

محوری کمپریسر کی کارکردگی کو کمپریسر کے نقشے پر دکھایا جاتا ہے، جسے ایک خصوصیت بھی کہا جاتا ہے، دباؤ کے تناسب اور درست کمپریسر کی رفتار کی مختلف اقدار پر درست بڑے پیمانے پر بہاؤ کے خلاف کارکردگی کا منصوبہ بنا کر۔

محوری کمپریسرز، خاص طور پر ان کے ڈیزائن پوائنٹ کے قریب عام طور پر تجزیاتی علاج کے لیے موزوں ہوتے ہیں، اور ان کی کارکردگی کا ایک اچھا اندازہ اس سے پہلے لگایا جا سکتا ہے کہ وہ پہلی بار رگ پر چلائے جائیں۔ کمپریسر کا نقشہ کمپریسر کی مکمل رننگ رینج کو ظاہر کرتا ہے، یعنی آف ڈیزائن، گراؤنڈ آئیڈل سے لے کر اس کی سب سے زیادہ درست شدہ روٹر اسپیڈ تک، جو سول انجن کے لیے اوپر چڑھنے پر ہو سکتا ہے، یا، فوجی جنگی انجن کے لیے، سرد دن پر ٹیک آف. نارمل گراؤنڈ اور ان فلائٹ ونڈ مل اسٹارٹ رویے کا تجزیہ کرنے کے لیے درکار ذیلی بیکار کارکردگی کا علاقہ نہیں دکھایا گیا ہے ۔

سنگل کمپریسر اسٹیج کی کارکردگی کو اسٹیج لوڈنگ گتانک (بہاؤ گتانک کے ایک فنکشن کے طور پر ()

بہاؤ کی شرح کے خلاف اسٹیج پریشر کا تناسب بغیر نقصان کے اسٹیج سے کم ہے جیسا کہ دکھایا گیا ہے۔ نقصانات بلیڈ کی رگڑ، بہاؤ کی علیحدگی ، غیر مستحکم بہاؤ اور وین بلیڈ کے وقفے کی وجہ سے ہوتے ہیں ۔

آف ڈیزائن آپریشن ترمیم ]

محوری کمپریسر کے آف ڈیزائن کی خصوصیات کا وکر۔ اسٹیج لوڈنگ گتانک (بہاؤ گتانک کے فنکشن کے طور پر ()

کمپریسر کی کارکردگی اس کے ڈیزائن کے مطابق بیان کی جاتی ہے۔ لیکن عملی طور پر، کمپریسر کا آپریٹنگ پوائنٹ ڈیزائن پوائنٹ سے ہٹ جاتا ہے جسے آف ڈیزائن آپریشن کہا جاتا ہے۔

 

 

 

 

(1)

 

 

 

 

(2)

مساوات (1) اور (2) سے

کی قدراسٹالنگ تک آپریٹنگ پوائنٹس کی وسیع رینج کے لیے تبدیل نہیں ہوتا ہے۔ بھیروٹر اور سٹیٹر پر ہوا کے زاویے میں معمولی تبدیلی کی وجہ سے، جہاںڈفیوزر بلیڈ زاویہ ہے.

مستقل ہے

(') کے ساتھ ڈیزائن کی اقدار کی نمائندگی کرنا

 

 

 

 

(3)

آف ڈیزائن آپریشنز کے لیے ( eq. 3 سے ):

J کی مثبت قدروں کے لیے، وکر کی ڈھلوان منفی ہے اور اس کے برعکس۔

بڑھتا ہوا ترمیم ]

بہاؤ کی شرح اور دباؤ کے فرق پر منحصر کارکردگی کے منحنی خطوط پر مختلف پوائنٹس

دباؤ کے بہاؤ کی شرح کے پلاٹ میں دو خطوں کے درمیان گراف کو الگ کرنے والی لائن - غیر مستحکم اور مستحکم کو سرج لائن کے نام سے جانا جاتا ہے ۔ یہ لائن مختلف rpms پر سرج پوائنٹس میں شامل ہونے سے بنتی ہے۔ محوری کمپریسرز میں مستحکم بہاؤ کے مکمل ٹوٹ پھوٹ کی وجہ سے غیر مستحکم بہاؤ کو سرجنگ کہا جاتا ہے۔ [1] یہ رجحان کمپریسر کی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے اور ناپسندیدہ ہے۔

سرج سائیکل ترمیم ]

بڑھنے کی مندرجہ ذیل وضاحت سے مراد ایک کمپریسر کو رگ پر مستقل رفتار سے چلانا اور والو کو بند کر کے آہستہ آہستہ باہر نکلنے کے علاقے کو کم کرنا ہے۔ کیا ہوتا ہے، یعنی سرج لائن کو عبور کرنا، کمپریسر کی ہوا پہنچانے کی کوشش کرنے کی وجہ سے ہوتا ہے، جو اب بھی اسی رفتار سے چل رہا ہے، زیادہ خارجی دباؤ پر۔ جب کمپریسر ایک مکمل گیس ٹربائن انجن کے حصے کے طور پر کام کر رہا ہو، جیسا کہ ٹیسٹ رگ پر ہوتا ہے، ایک خاص رفتار سے زیادہ ترسیل کا دباؤ ایندھن میں بہت زیادہ قدم جمپ کے جلنے سے لمحہ بہ لمحہ پیدا ہو سکتا ہے جس کی وجہ سے ایک لمحاتی رکاوٹ پیدا ہوتی ہے۔ جب تک کہ کمپریسر اس رفتار تک نہیں بڑھتا جو ایندھن کے نئے بہاؤ کے ساتھ جاتا ہے اور بڑھنا بند ہوجاتا ہے۔

فرض کریں ابتدائی آپریٹنگ پوائنٹ D () کچھ rpm پر N۔ والو کے جزوی بند ہونے سے خصوصیت کے منحنی خطوط کے ساتھ ایک ہی rpm پر بہاؤ کی شرح کو کم کرنے پر، پائپ میں دباؤ بڑھ جاتا ہے جس کا خیال کمپریسر پر ان پٹ پریشر میں اضافے سے رکھا جائے گا۔ پوائنٹ P (سرج پوائنٹ) تک دباؤ میں مزید اضافہ، کمپریسر کا دباؤ بڑھ جائے گا۔ مزید بائیں طرف بڑھتے ہوئے rpm کو مستقل رکھتے ہوئے، پائپ میں دباؤ بڑھے گا لیکن کمپریسر کا دباؤ کم ہو جائے گا جس کی وجہ سے کمپریسر کی طرف ہوا کا بہاؤ واپس چلے گا۔ اس پچھلے بہاؤ کی وجہ سے، پائپ میں دباؤ کم ہو جائے گا کیونکہ دباؤ کی یہ غیر مساوی حالت زیادہ دیر تک نہیں رہ سکتی۔ اگرچہ والو کی پوزیشن نچلی بہاؤ کی شرح کے لیے سیٹ کی گئی ہے کہ پوائنٹ جی لیکن کمپریسر معمول کے مستحکم آپریشن پوائنٹ کہے E کے مطابق کام کرے گا، اس لیے راستے EFPGE کی پیروی کی جائے گی جس کے نتیجے میں بہاؤ ٹوٹ جائے گا،)۔ پائپ میں دباؤ میں یہ اضافہ اور کمی EFPGHE سائیکل کے بعد پائپ اور کمپریسر میں بار بار ہو گی جسے سرج سائیکل بھی کہا جاتا ہے۔

یہ رجحان پوری مشین میں کمپن کا سبب بنے گا اور مکینیکل ناکامی کا باعث بن سکتا ہے۔ اسی لیے سرج پوائنٹ سے کریو کے بائیں حصے کو غیر مستحکم خطہ کہا جاتا ہے اور یہ مشین کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔ لہذا تجویز کردہ آپریشن کی حد سرج لائن کے دائیں جانب ہے۔

روکنا ترمیم ]

اسٹالنگ ایک اہم رجحان ہے جو کمپریسر کی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے۔ ایک تجزیہ بہت سے مراحل کے کمپریسرز میں گھومنے والے اسٹال سے کیا جاتا ہے، ایسی حالتوں کو تلاش کرتے ہیں جن کے تحت ایک بہاؤ کی تحریف واقع ہوسکتی ہے جو سفری حوالہ فریم میں مستحکم ہے، حالانکہ اوپر کی طرف کل اور نیچے کی طرف جامد دباؤ مستقل ہے۔ کمپریسر میں، دباؤ میں اضافے کا ہسٹریسس فرض کیا جاتا ہے۔ [6] یہ کمپریسر کے ایرو فوائل بلیڈ پر ہوا کے بہاؤ کی علیحدگی کی صورت حال ہے۔ بلیڈ پروفائل پر منحصر یہ رجحان کمپریشن اور انجن کی طاقت میں کمی کا باعث بنتا ہے۔

مثبت تعطل
بہاؤ کی علیحدگی بلیڈ کے سکشن سائیڈ پر ہوتی ہے ۔
منفی اسٹالنگ
بہاؤ کی علیحدگی بلیڈ کے دباؤ والے حصے پر ہوتی ہے۔

منفی اسٹال مثبت اسٹال کے مقابلے میں نہ ہونے کے برابر ہے کیونکہ بلیڈ کے دباؤ والے حصے پر بہاؤ کی علیحدگی کا امکان کم سے کم ہوتا ہے۔

ملٹی اسٹیج کمپریسر میں، ہائی پریشر کے مراحل میں، محوری رفتار بہت کم ہوتی ہے۔ اسٹالنگ ویلیو ڈیزائن پوائنٹ سے تھوڑا سا انحراف کے ساتھ کم ہو جاتی ہے جس کی وجہ سے حب اور نوک والے علاقوں کے قریب اسٹال ہوتا ہے جن کا سائز کم ہونے والے بہاؤ کی شرح کے ساتھ بڑھتا ہے۔ وہ بہت کم بہاؤ کی شرح پر بڑے ہوتے ہیں اور بلیڈ کی پوری اونچائی کو متاثر کرتے ہیں۔ بڑے اسٹالنگ کے ساتھ ڈیلیوری کا دباؤ نمایاں طور پر گر جاتا ہے جو بہاؤ کو الٹنے کا باعث بن سکتا ہے۔ اسٹیج کی کارکردگی زیادہ نقصان کے ساتھ گرتی ہے۔

گھومنا اسٹالنگ ترمیم ]

روٹر بلیڈ میں ہوا کے بہاؤ کی عدم یکسانیت کمپریسر میں مقامی ہوا کے بہاؤ کو پریشان کیے بغیر پریشان کر سکتی ہے۔ کمپریسر عام طور پر کام کرتا رہتا ہے لیکن کمپریشن کے ساتھ۔ اس طرح گھومنے والے اسٹال سے کمپریسر کی تاثیر کم ہوجاتی ہے۔

بلیڈ کے ساتھ روٹر میں دائیں طرف کہیں۔ کچھ بلیڈوں کو زیادہ واقعات پر بہاؤ آنے دیں، یہ بلیڈ مثبت طور پر رک جائے گا۔ یہ اس کے بائیں اور خود بلیڈ کے درمیان گزرنے میں رکاوٹ پیدا کرتا ہے۔ اس طرح بائیں بلیڈ زیادہ واقعات پر بہاؤ حاصل کرے گا اور کم واقعات کے ساتھ بلیڈ اس کے دائیں طرف۔ بائیں بلیڈ زیادہ اسٹال کا تجربہ کرے گا جبکہ اس کے دائیں بلیڈ کو کم اسٹال کا تجربہ ہوگا۔ دائیں اسٹالنگ کی طرف کم ہو جائے گا جبکہ بائیں طرف بڑھے گا۔ گھومنے والے اسٹال کی نقل و حرکت کو منتخب ریفرنس فریم کے لحاظ سے دیکھا جاسکتا ہے۔

اثرات ترمیم ]

  • اس سے کمپریسر کی کارکردگی کم ہو جاتی ہے۔
  • سٹال کمپارٹمنٹ سے گزرنے کی وجہ سے بلیڈ میں زبردستی کمپن ۔
  • یہ زبردستی کمپن بلیڈ کی قدرتی فریکوئنسی کے ساتھ مل سکتی ہے جس کی وجہ سے گونج پیدا ہوتی ہے اور اس وجہ سے بلیڈ کی ناکامی ہوتی ہے۔

ترقی ترمیم ]

توانائی کے تبادلے کے نقطہ نظر سے محوری کمپریسر الٹ ٹربائن ہیں۔ مثال کے طور پر سٹیم ٹربائن کے ڈیزائنر چارلس الگرنن پارسنز نے تسلیم کیا کہ ایک ٹربائن جو سیال کے جامد دباؤ (یعنی رد عمل والی ٹربائن) کی وجہ سے کام کرتی ہے اس کا عمل ائیر کمپریسر کے طور پر کام کرنے کے لیے الٹ ہو سکتا ہے، اسے ٹربو کمپریسر یا پمپ کہتے ہیں ۔ . اس کے پیٹنٹ [7] میں بیان کردہ اس کے روٹر اور اسٹیٹر بلیڈ میں بہت کم یا کوئی کیمبر نہیں تھا حالانکہ بعض صورتوں میں بلیڈ کا ڈیزائن پروپیلر تھیوری پر مبنی تھا۔ بھاپ کی ٹربائنوں سے چلنے والی مشینیں صنعتی مقاصد کے لیے استعمال کی جاتی تھیں جیسے دھماکے کی بھٹیوں کو ہوا فراہم کرنا ۔ پارسنز نے 1901 میں لیڈ سمیلٹر میں استعمال کے لیے پہلا تجارتی محوری بہاؤ کمپریسر فراہم کیا [9] پارسنز کی مشینوں میں کم افادیت تھی، جو بعد میں بلیڈ اسٹال سے منسوب کی گئی، اور جلد ہی زیادہ موثر سینٹرفیوگل کمپریسرز کے ساتھ تبدیل کردی گئیں۔ براؤن بووری اور سی نے "ریورسڈ ٹربائن" کمپریسرز تیار کیے، جو گیس ٹربائنوں سے چلائے گئے، جس میں ایروڈینامک تحقیق سے حاصل کردہ بلیڈنگ جو 40,000 cu.ft کے بڑے بہاؤ کی شرح کو پمپ کرتے وقت سینٹری فیوگل اقسام سے زیادہ کارآمد تھے۔ 45 psi تک دباؤ پر فی منٹ [9]

کیونکہ ابتدائی محوری کمپریسرز اتنے موثر نہیں تھے کہ 1920 کی دہائی کے اوائل میں متعدد کاغذات میں دعویٰ کیا گیا تھا کہ ایک عملی محوری بہاؤ ٹربو جیٹ انجن کی تعمیر ناممکن ہے۔ 1926 میں اے اے گریفتھ کی طرف سے ایک سیمینل پیپر شائع کرنے کے بعد حالات بدل گئے ، جس میں یہ نوٹ کیا گیا کہ خراب کارکردگی کی وجہ یہ تھی کہ موجودہ کمپریسرز فلیٹ بلیڈ استعمال کرتے تھے اور بنیادی طور پر "فلائنگ اسٹال " تھے۔ اس نے ظاہر کیا کہ فلیٹ بلیڈ کے بجائے ایئر فوائلز کا استعمال کارکردگی کو اس مقام تک بڑھا دے گا جہاں عملی جیٹ انجن کا حقیقی امکان تھا۔ اس نے کاغذ کا اختتام ایسے انجن کے بنیادی خاکے کے ساتھ کیا، جس میں ایک دوسری ٹربائن شامل تھی جو ایک پروپیلر کو طاقت دینے کے لیے استعمال ہوتی تھی ۔


اگرچہ گریفتھ دھاتی تھکاوٹ اور تناؤ کی پیمائش پر اپنے پہلے کام کی وجہ سے مشہور تھا ، لیکن ایسا لگتا ہے کہ اس کے کاغذ کے براہ راست نتیجہ کے طور پر بہت کم کام شروع ہوا ہے۔ واحد واضح کوشش ایک ٹیسٹ بیڈ کمپریسر تھا جو کہ رائل ایئر کرافٹ اسٹیبلشمنٹ میں گریفتھ کے ساتھی، ہین کانسٹنٹ نے بنایا تھا ۔ دیگر ابتدائی جیٹ کوششیں، خاص طور پر فرینک وہٹل اور ہنس وون اوہین کی ، زیادہ مضبوط اور بہتر سمجھے جانے والے سینٹری فیوگل کمپریسر پر مبنی تھیں جو سپر چارجرز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا تھا۔گریفتھ نے 1929 میں وہٹل کے کام کو دیکھا تھا اور ریاضی کی غلطی کو نوٹ کرتے ہوئے اسے مسترد کر دیا تھا، اور یہ دعویٰ کرنے کے لیے جا رہا تھا کہ انجن کا اگلا سائز اسے تیز رفتار ہوائی جہاز پر بیکار کر دے گا۔

محوری بہاؤ کے انجنوں پر حقیقی کام 1930 کی دہائی کے آخر میں شروع ہوا، کئی کوششوں میں جو تقریباً ایک ہی وقت میں شروع ہوئیں۔ انگلینڈ میں، Hayne Constant نے 1937 میں سٹیم ٹربائن کمپنی Metropolitan-Vickers (Metrovick) کے ساتھ ایک معاہدہ کیا، جس نے 1938 میں گریفتھ ڈیزائن کی بنیاد پر ٹربو پراپ کی کوشش شروع کی۔ میٹرووک F.2 کو خالص جیٹ کے طور پر دوبارہ ڈیزائن کیا گیا تھا ۔ جرمنی میں، وون اوہین نے کئی کام کرنے والے سینٹری فیوگل انجن تیار کیے تھے، جن میں سے کچھ دنیا کے پہلے جیٹ طیارے ( He 178 ) سمیت اڑ چکے تھے، لیکن ترقی کی کوششیں Junkers ( Jumo 004 ) اور BMW (BMW ) کی طرف بڑھ گئی تھیں۔BMW 003 )، جس نے دنیا کے پہلے جیٹ فائٹر ( Messerschmitt Me 262 ) اور جیٹ بمبار ( Arado Ar 234 ) میں محوری بہاؤ ڈیزائن کا استعمال کیا۔ ریاستہائے متحدہ میں، لاک ہیڈ اور جنرل الیکٹرک دونوں کو 1941 میں محوری بہاؤ کے انجن تیار کرنے کے لیے کنٹریکٹ دیا گیا تھا، جو پہلے خالص جیٹ تھا ، اور بعد میں ایک ٹربو پروپ تھا۔ نارتھروپ نے ٹربوپروپ تیار کرنے کے لیے اپنا پراجیکٹ بھی شروع کیا، جس کا بالآخر امریکی بحریہ نے 1943 میں معاہدہ کیا ۔

جیسا کہ گریفتھ نے اصل میں 1929 میں نوٹ کیا تھا، سینٹرفیوگل کمپریسر کے بڑے فرنٹل سائز کی وجہ سے یہ تنگ محوری بہاؤ کی قسم سے زیادہ گھسیٹتا ہے۔ مزید برآں محوری بہاؤ ڈیزائن صرف اضافی مراحل کا اضافہ کرکے اور انجن کو قدرے لمبا بنا کر اس کے کمپریشن تناسب کو بہتر بنا سکتا ہے۔ سینٹری فیوگل فلو ڈیزائن میں کمپریسر کو خود قطر میں بڑا ہونا پڑتا تھا، جس کا ایک پتلی اور ایروڈائنامک ہوائی جہاز کے جسم میں مناسب طریقے سے فٹ ہونا زیادہ مشکل تھا (اگرچہ پہلے سے وسیع پیمانے پر استعمال میں موجود ریڈیل انجنوں کے پروفائل سے مختلف نہیں)۔ دوسری طرف، سینٹرفیوگل فلو ڈیزائن بہت کم پیچیدہ رہے (اڑنے کی دوڑ میں "جیت" جانے کی بڑی وجہ) اور اس وجہ سے ان جگہوں پر ان کا کردار ہے جہاں سائز اور ہمواراتنے اہم نہیں ہیں۔

محوری بہاؤ جیٹ انجن ترمیم ]

اولمپس BOl.1 ٹربو جیٹ کی کم پریشر محوری کمپریسر اسکیم ۔

جیٹ انجن کی ایپلی کیشن میں، کمپریسر کو مختلف قسم کے آپریٹنگ حالات کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ ٹیک آف کے وقت زمین پر انلیٹ پریشر زیادہ ہوتا ہے، انلیٹ کی رفتار صفر ہوتی ہے، اور پاور لگنے کے ساتھ ہی کمپریسر مختلف رفتار سے گھومتا ہے۔ ایک بار پرواز میں داخل ہونے کا دباؤ کم ہو جاتا ہے، لیکن اس دباؤ میں سے کچھ کو بحال کرنے کے لیے انلیٹ کی رفتار بڑھ جاتی ہے (ہوائی جہاز کی آگے بڑھنے کی وجہ سے)، اور کمپریسر طویل عرصے تک ایک ہی رفتار سے چلتا رہتا ہے۔

آپریٹنگ حالات کی اس وسیع رینج کے لیے کوئی "کامل" کمپریسر نہیں ہے۔ فکسڈ جیومیٹری کمپریسرز، جیسے کہ ابتدائی جیٹ انجنوں میں استعمال ہوتے ہیں، تقریباً 4 یا 5:1 کے ڈیزائن پریشر تناسب تک محدود ہیں۔ کسی بھی ہیٹ انجن کی طرح ، ایندھن کی کارکردگی کا کمپریشن تناسب سے مضبوطی سے تعلق ہے ، اس لیے اس قسم کے تناسب سے آگے کمپریسر کے مراحل کو بہتر بنانے کی بہت مضبوط مالی ضرورت ہے۔

مزید برآں کمپریسر رک سکتا ہے اگر داخلی حالات اچانک تبدیل ہو جائیں، ابتدائی انجنوں میں ایک عام مسئلہ۔ بعض صورتوں میں، اگر اسٹال انجن کے سامنے کے قریب ہوتا ہے، تو اس مقام سے تمام مراحل ہوا کو دبانا بند کر دیتے 

ہیں۔ اس صورت حال میں کمپریسر کو چلانے کے لیے درکار توانائی اچانک گر جاتی ہے، اور انجن کے عقب میں باقی گرم ہوا ٹربائن کو پورے انجن کو ڈرامائی طور پر تیز کرنے دیتی ہے۔ یہ حالت، جسے سرجنگ کہا جاتا ہے، ابتدائی انجنوں پر ایک بڑا مسئلہ تھا اور اکثر ٹربائن یا کمپریسر کے ٹوٹنے اور بلیڈوں کو بہانے کا باعث بنتا تھا۔

ان تمام وجوہات کی بنا پر، جدید جیٹ انجنوں پر محوری کمپریسرز پہلے کے ڈیزائن کے مقابلے کافی زیادہ پیچیدہ ہیں۔

سپول ترمیم ]

تمام کمپریسرز میں گھومنے والی رفتار اور دباؤ سے متعلق ایک بہترین نقطہ ہوتا ہے، اعلی کمپریشن کے ساتھ زیادہ رفتار کی ضرورت ہوتی ہے۔ ابتدائی انجنوں کو سادگی کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا، اور ایک ہی رفتار سے گھومنے والے ایک بڑے کمپریسر کا استعمال کیا گیا تھا۔ بعد کے ڈیزائنوں نے ایک دوسری ٹربائن کا اضافہ کیا اور کمپریسر کو کم پریشر اور ہائی پریشر والے حصوں میں تقسیم کیا، بعد میں تیزی سے گھومتا رہا۔ یہ دو سپول ڈیزائن، برسٹل اولمپس پر پیش کیا گیا ، جس کے نتیجے میں کارکردگی میں اضافہ ہوا۔ کارکردگی میں مزید اضافہ تیسرے سپول کو شامل کر کے محسوس کیا جا سکتا ہے، لیکن عملی طور پر اضافی پیچیدگی دیکھ بھال کے اخراجات کو کسی بھی اقتصادی فائدے کی نفی کرنے تک بڑھا دیتی ہے۔ اس نے کہا، کئی تین اسپول انجن استعمال میں ہیں، شاید سب سے مشہور رولز راائس RB211 ہے۔تجارتی طیاروں کی وسیع اقسام پر استعمال کیا جاتا ہے۔

خون بہاؤ، متغیر سٹیٹرز ترمیم ]

جیسا کہ ایک ہوائی جہاز کی رفتار یا اونچائی میں تبدیلی آتی ہے، کمپریسر کے داخلے پر ہوا کا دباؤ مختلف ہوتا ہے۔ ان بدلتے ہوئے حالات کے لیے کمپریسر کو "ٹیون" کرنے کے لیے، 1950 کی دہائی میں شروع ہونے والے ڈیزائن کمپریسر کے وسط سے ہوا کو "خون بہا" دیں گے تاکہ آخری مراحل میں بہت زیادہ ہوا کو کمپریس کرنے کی کوشش سے بچا جا سکے۔ اس کا استعمال انجن کو شروع کرنے میں مدد کے لیے بھی کیا جاتا تھا، جس سے زیادہ سے زیادہ خون بہہ کر زیادہ ہوا کو دبائے بغیر اسے کاتا جا سکتا تھا۔ بلیڈ سسٹم پہلے سے ہی عام طور پر استعمال کیے جاتے تھے، ٹربائن کے مرحلے میں ہوا کا بہاؤ فراہم کرنے کے لیے جہاں اسے ٹربائن بلیڈ کو ٹھنڈا کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا تھا، ساتھ ہی ساتھ ہوائی جہاز کے اندر ایئر کنڈیشنگ سسٹم کے لیے دباؤ والی ہوا فراہم کی جاتی تھی۔

ایک زیادہ جدید ڈیزائن، متغیر اسٹیٹر ، استعمال کیے گئے بلیڈ جو انجن کے پاور ایکسس کے برعکس اپنے محور کے گرد انفرادی طور پر گھمائے جاسکتے ہیں۔ آغاز کے لیے انہیں "بند" میں گھمایا جاتا ہے، کمپریشن کو کم کرتے ہوئے، اور پھر بیرونی حالات کی ضرورت کے مطابق ہوا کے بہاؤ میں واپس گھمایا جاتا ہے۔ جنرل الیکٹرک J79 متغیر سٹیٹر ڈیزائن کی پہلی بڑی مثال تھی، اور آج یہ زیادہ تر فوجی انجنوں کی ایک عام خصوصیت ہے۔

متغیر سٹیٹرز کو بتدریج بند کرنا، جیسے ہی کمپریسر کی رفتار گرتی ہے، آپریٹنگ خصوصیت (یا نقشہ) پر سرج (یا اسٹال) لائن کی ڈھلوان کو کم کرتی ہے، نصب شدہ یونٹ کے سرج مارجن کو بہتر بناتا ہے۔ پہلے پانچ مرحلوں میں متغیر سٹیٹرز کو شامل کر کے، جنرل الیکٹرک ایئر کرافٹ انجنز نے دس سٹیج کا محوری کمپریسر تیار کیا ہے جو 23:1 ڈیزائن پریشر ریشو پر کام کرنے کے قابل ہے۔

ڈیزائن نوٹ ترمیم ]

روٹر اور سیال کے درمیان توانائی کا تبادلہ ترمیم ]

سیال میں بلیڈ کی نسبتہ حرکت روٹر سے گزرتے وقت سیال میں رفتار یا دباؤ یا دونوں کا اضافہ کرتی ہے۔ روٹر کے ذریعے سیال کی رفتار میں اضافہ ہوتا ہے، اور اسٹیٹر حرکی توانائی کو دباؤ کی توانائی میں تبدیل کرتا ہے۔ زیادہ تر عملی ڈیزائنوں میں روٹر میں کچھ بازی بھی ہوتی ہے۔

سیال کی رفتار میں اضافہ بنیادی طور پر ٹینجینٹل سمت (گھومنا) میں ہوتا ہے اور اسٹیٹر اس کونیی رفتار کو ہٹاتا ہے۔

دباؤ میں اضافے کے نتیجے میں جمود کا درجہ حرارت بڑھتا ہے۔ دی گئی جیومیٹری کے لیے درجہ حرارت میں اضافہ روٹر قطار کے ٹینجینٹل مچ نمبر کے مربع پر منحصر ہوتا ہے۔ موجودہ ٹربوفین انجنوں میں پنکھے ہوتے ہیں جو مچ 1.7 یا اس سے زیادہ پر کام کرتے ہیں، اور بلیڈ کے نقصان اور شور کو کم کرنے کے لیے اہم کنٹینمنٹ اور شور کو دبانے والے ڈھانچے کی ضرورت ہوتی ہے۔

کمپریسر نقشے ترمیم ]

ایک نقشہ کمپریسر کی کارکردگی کو ظاہر کرتا ہے اور زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ حالات کے تعین کی اجازت دیتا ہے۔ یہ افقی محور کے ساتھ بڑے پیمانے پر بہاؤ کو ظاہر کرتا ہے، عام طور پر ڈیزائن ماس بہاؤ کی شرح کے فیصد کے طور پر، یا اصل اکائیوں میں۔ دباؤ میں اضافہ عمودی محور پر انلیٹ اور خارجی جمود کے دباؤ کے درمیان تناسب کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔

ایک اضافے یا اسٹال لائن بائیں طرف کی حد کی نشاندہی کرتی ہے جس کے کمپریسر کی کارکردگی تیزی سے کم ہوتی ہے اور زیادہ سے زیادہ دباؤ کے تناسب کی نشاندہی کرتی ہے جو ایک دیئے گئے بڑے پیمانے پر بہاؤ کے لیے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ کارکردگی کی شکلیں تیار کی جاتی ہیں اور ساتھ ہی خاص گردشی رفتار پر آپریشن کے لیے کارکردگی کی لکیریں بھی۔

کمپریشن استحکام ترمیم ]

آپریٹنگ کارکردگی اسٹال لائن کے سب سے زیادہ قریب ہے۔ اگر ڈاون اسٹریم پریشر کو ممکنہ حد سے زیادہ بڑھایا جاتا ہے تو کمپریسر رک جائے گا اور غیر مستحکم ہو جائے گا۔

عام طور پر عدم استحکام نظام کی ہیلم ہولٹز فریکوئنسی پر ہوگا ، جس میں نیچے کی دھارے والے پلینم کو مدنظر رکھا جائے گا۔

یہ بھی دیکھیں ترمیم ]

حوالہ جات ترمیم ]

  1. ^اوپر جائیں:اے بی یحییٰ، ایس ایم (2011)۔ ٹربائنز، کمپریسرز اور پنکھے۔ ٹاٹا میک گرا ہل ایجوکیشن پرائیویٹ لمیٹڈ۔ آئی ایس بی این 978-0-07-070702-3.
  2. ^اوپر جائیں:اے بی مہروان، پی بوائس۔ "2.0 محوری بہاؤ کمپریسرز"۔
  3. ^ پیری، آر ایچ اور گرین، ڈی ڈبلیو (ایڈز) (2007)۔ پیری کیمیکل انجینئرز ہینڈ بک (آٹھویں ایڈیشن)۔ میک گرا ہل۔ آئی ایس بی این 0-07-142294-3 ۔ 
  4. ^ Greitzer, EM (1 اپریل 1976)۔ "محوری بہاؤ کمپریسرز میں اضافے اور گھومنے والا اسٹال — حصہ اول: نظریاتی کمپریشن سسٹم ماڈل"۔ جرنل آف انجینئرنگ برائے پاور ۔ 98 (2): 190–198۔ doi : 10.1115/ 1.3446138
  5. ^ https://www.sto.nato.int/publications/AGARD/AGARD-LS-183/AGARD-LS-183.pdf انجن سائیکل کو ڈیزائن کرنے میں عملی تحفظات، فلپوٹ، پی پی 2-8، 2-17
  6. ^ میک ڈوگل، این ایم؛ کمپسٹی، این اے؛ ہائنس، ٹی پی (2012)۔ "محوری کمپریسرز میں سٹال آغاز"۔ جرنل آف ٹربومشینری ۔ 112 (1): 116–123۔ doi : 10.1115 /1.2927406
  1. ^ https://patentimages.storage.googleapis.com/fb/91/1c/c561b6b80570db/US710884.pdf ننگا URL PDF ]
  2. ^ http://webserver.dmt.upm.es/zope/DMT/Members/jmtizon/turbomaquinas/NASA-SP36_extracto.pdf p.2
  3. ^اوپر جائیں:b https://gracesguide.co.uk/Main_Pageانجینئر میگزین 27 مئی 1938 سپلیمنٹ دی ڈیولپمنٹ آف بلورز اینڈ کمپریسرز p.xxxiii

کتابیات ترمیم ]

  • ٹریجر، ارون ای 'ایئر کرافٹ گیس ٹربائن انجن ٹیکنالوجی' تیسرا ایڈیشن، میک گرا ہل بک کمپنی، 1995، ISBN 978-0-02-8018287 
  • ہل، فلپ اور کارل پیٹرسن۔ 'مکینکس اینڈ تھرموڈینامکس آف پروپلشن،' 2nd edn، Prentice Hall، 1991. ISBN 0-201-14659-2 ۔ 
  • کیریبروک، جیک ایل 'ایئر کرافٹ انجنز اینڈ گیس ٹربائنز، دوسرا ایڈیشن، کیمبرج، میساچوسٹس: دی ایم آئی ٹی پریس، 1992۔ ISBN 0-262-11162-4 ۔ 

  • رنگ والا، عبداللہ۔ S. 'Turbo-Machinery Dynamics: Design and Operation،' New York: McGraw-Hill: 2005. ISBN 0-07-145369-5 ۔ 
  • ولسن، ڈیوڈ گورڈن اور تھیوڈوسیوس کوراکیانائٹس۔ 'دی ڈیزائن آف ہائی ایفینسی ٹربومشینری اینڈ ٹربائنز'، دوسرا ایڈیشن، پرینٹس ہال، 1998۔ ISBN 0-13-312000-7 ۔ 

Post a Comment

0 Comments
* Please Don't Spam Here. All the Comments are Reviewed by Admin.

Top Post Ad

Below Post Ad

Ads Area