Experimental Research of Multi-Stage Axial Compressor Stability Enhancement by Air Injection

다단 축류압축기의 안정성 개선을 위한 실험적 연구

A rotating stall, an instable phenomenon of compressor, brings about reducing the pressure rise, the efficiency of compressor and a mechanical demage. In order to improve instability and extend operating range, it was performed that a stability enhancement experiment applying air injection method at the 4-stage low-speed axial compressor. The coanda nozzle was used to inject air in axial direction at rotor tip and 8 injectors were set up at regular interval at the upstream of 1st stage rotor. At 80% speed, injectors were worked before rotating stall happened. As injecting the 5.4% air of mode inception flow rate, the stability of compressor operation enhanced about 4%.

압축기에 불안정한 특성인 선회실속(Rotating stall)이 발생하면 압력 및 효율이 저하되고, 기계적인 손상도 야기한다. 이러한 불안정성을 개선하고 안정 운전영역을 넓히기 위해 4단 저속 축류압축기에 공기 분사(Air injection) 방법을 적용하여 안정성 개선 실험을 실시하였다. 동익 팁에 축방향으로 공기를 분사할 수 있도록 하기 위해 코안다 효과를 적용한 노즐을 사용하였고, 8개의 인젝터를 1단 동익 상단에 등간격으로 설치하였다. 축류 압축기 80% speed로 운전하면서 선회실속이 발생하기 전에 공기 분사를 실시하였고, 모드(Mode) 발생 유량의 5.4%에 해당하는 공기를 분사하여 약 4%의 안정성 개선 효과를 얻었다.