Efecto de la inestabilidad en el flujo del difusor en una etapa transónica de compresor centrífugo

El estudio se centra en el análisis de la estructura del flujo dentro del difusor de álabes de una etapa de compresor centrífugo transónico de alta presión. El campo de flujo analizado en función del tiempo procede de cálculos no estacionarios de la etapa utilizando un código Navier-Stokes 3D con una técnica de desfase, en un punto de funcionamiento próximo al punto de diseño. Una buena comparación con los datos experimentales disponibles permitió utilizar el CFD para investigar los detalles del flujo con el fin de evaluar el efecto de la inestabilidad en el desarrollo del flujo del difusor. Aplicando diversas técnicas de tratamiento de datos, se demuestra que la inestabilidad se debe a la estructura del flujo en chorro y estela que emerge del impulsor radial y a las ondas de presión provocadas por la interacción entre la onda de choque de la proa del álabe y el álabe del impulsor. La interacción entre las ondas de presión y la capa límite del lado de presión del álabe conduce a un comportamiento pulsante de las burbujas separadas dentro del difusor. Las ondas de presión son similares en forma y fuerza sea cual sea la altura del álabe. El cambio observado en el campo de flujo desde el cubo hasta la punta se debe a la migración del fluido de bajo momento contenido en la estela hacia la esquina del lado de presión/cubo.

Autores: N., Bulot; I., Trébinjac