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Modello dinamico non lineare per la simulazione del pompaggio in un compressore assial-centrifugo

Informazioni tesi

  Autore: Mirko Morini
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2003-04
  Università: Università degli Studi di Ferrara
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria dei Materiali
  Relatore: Roberto Bettocchi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 140

L’obiettivo della presente tesi è lo sviluppo di un modello non lineare per la simulazione del comportamento dinamico di un turbocompressore.
In particolare, si intende analizzare il comportamento del compressore in condizioni di instabilità (stallo e pompaggio).
A tal fine si effettuerà una ricerca bibliografica per valutare come fisicamente i fenomeni dello stallo e del pompaggio possano essere modellizzati, e si confronteranno i modelli presentati in letteratura.
Infine, si realizzerà un modello in ambiente Matlab® per la simulazione del pompaggio, mediante il quale si valuterà l’influenza della coppia motrice e della geometria del sistema sulla manifestazione del pompaggio (analisi dell’ampiezza e della frequenza delle oscillazioni di pressione alla mandata del compressore).

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Modello dinamico non lineare monodimensionale per la simulazione del pompaggio in un compressore assial-centrifugo 2 INTRODUZIONE L'impiego di programmi per la simulazione delle macchine è sempre più diffuso. Infatti, essi sono utilizzati sia in fase di progettazione di nuove macchine, sia per l'analisi dello stato di funzionamento di quelle già in funzione, con costi bassi e senza danneggiare l’apparato in analisi. Oltre allo studio delle macchine, la simulazione può essere impiegata anche come generatrice di segnali per lo studio e il miglioramento dei sistemi di controllo, riducendo il tempo e i costi di set-up di tali sistemi. Oltre che nelle fasi di progettazione e messa a punto delle macchine e dei sistemi di controllo la simulazione può essere utile anche ai seguenti scopi: - messa a punto di strumenti diagnostici che utilizzano dati del funzionamento in transitorio del sistema; - determinazione del comportamento in transitorio del sistema energetico conseguente all’insorgere di guasti (what if); - simulazione in real-time del funzionamento del sistema, utilizzabile per diagnosi di tipo on-line; - realizzazione di simulatori del comportamento complessivo del sistema energetico da utilizzare per l’addestramento del personale. Per quanto riguarda il primo punto hanno fondamentale importanza i modelli che consentono di simulare anche le instabilità nel comportamento delle macchine. In particolar modo i compressori possono presentare due tipi di instabilità, lo stallo ed il pompaggio. Tali fenomeni oltre a danneggiare gradualmente la macchina, costringono all’arresto della stessa poiché sono irreversibili. Visti gli ingenti danni, non solo di natura economica, che l’arresto della macchina può provocare, l’area di ricerca che si occupa della simulazione dello stallo e del pompaggio, è molto attiva: sono stati infatti sviluppati in

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