Tulosta

Radiaalikompressorin tutkimus 


Tutkijat tänään: Jaakko Larjola, Jari Backman, Teemu Turunen-Saaresti, Petri Sallinen, Juha Honkatukia,  Ahti Jaatinen, Aki-Pekka Grönman, Pekka Röyttä, Esa Saari
Laboratoriohenkilöstö: Laboratoriojaos sekä Ente-Säte-Työpaja
Projektissa vaikuttaneet tutkijat: Tang Jin, Arttu Reunanen, Hannu Esa, Pekka Sahlberg, Harri Pitkänen, Timo Kytömäki
Yhteistyökumppanit: Hannoverin Yliopisto, Cardo Production Finland Oy, Sarlin Hydor, Imatran Kone Oy, Sundyne Corporation

Tutkimuksen tausta:
1982 Suurnopeuskompressorin suunnittelu

Radiaalikompressorin tutkimus ja tuotekehitys on ollut keskeisenä osana suurnopeustekniikan tutkimusprojekteissa viimeisen kahden vuosikymmenen aikana.
Julkaistujen tutkimusten lisäksi tällä tutkimusalueella on tehty lukuisia väitöskirjoja ja lisensiaatintutkmuksia.

Kompressoriin liittyvä tutkimus voidaan jakaa seuraaviin pääalueisiin:

Radiaalikompressorin suunnittelu
Kompressorin suorituskyvyn mittaukset
Kompressorin sisäpuolisten virtausten analysointi
Kompressorin säätö ja systeemisimulointi 

Kuvassa LUT:ssä suunnitellun ensimmäisen kompressorin halkileikattu malli:

1. Juoksupyörä
2. Spiraali
4. Johtosiivet
7. Ylempi kaasulaakeri

 radiaalikompressori

LUT:llä ja TKK:ssa tehdyn tutkimustyön tuloksena Cardo Production Finland (ent. HST) on vuodesta 1996 alkaen valmistanut kaupallisia, suurnopeustekniikkaan perustuvia kompressoreja Lappeenrannassa. Yhtiö kuuluu ruotsalaiseen ABS-Pump-konserniin, joka työllistää tällä seudulla noin 30 henkilöä. Vuosittain valmistuu reilut 100 suurnopeuskompressoria, joista suurin osa menee vientiin.

Kompressoritutkimuksen esittelytaulu 2010
 
Kirjallisuus:
Saari J., Backman J. and Peussa J., Conceptual Design Of A Multistage High-Speed Motor Driven Air Compressor. ASME Turbo Expo, Berlin, June 9-13, 2008, ASME publication, GT2007-51353, 9 p., 2008.

Backman J., Saari J. and Turunen-Saaresti T., Prototype Design Of A Two-Stage High-Speed Motor Driven Air Compressor.ASME Turbo Expo, Berlin, June 9-13, 2008, ASME publication, GT2007-51233, 9 p. 2008.

Backman J., Reunanen A., Saari J., Turunen-Saaresti T., Sallinen P and Esa H., Effects Of Impeller Tip Clearance On Centrifugal Compressor Efficiency. ASME Turbo Expo, Montreal, May 14-17, 2007, ASME publication, GT2007-28200, 8 p., 2007.

Jin Tang, Teemu Turunen-Saaresti, Jaakko Larjola: Analyses on the flow distortion caused by tip clearance of a small centrifugal compressor. 7th European conference on Turbomachinery, Proceedings, Athens, Greece, 5-9 March 2007.

Jin Tang: Computational analysis and optimization of real gas flow in small centrifugal compressors. Acta Universitatis Lappeenrantaensis 253, diss., Lappeenranta 2006, 93 p.

Turunen-Saaresti T. and Larjola J. Computational and Experimental Study of Pinch on the Performance of a Vaneless Diffuser in a Centrifugal Compressor. Journal of Thermal Science, Vol. 15, No. 4, 2006, p. 306 – 313.

J. Tang, T. Turunen-Saaresti, J. Larjola. Numerical Investigation of the Effect of Tip Clearance to Small Refrigeration Radial Compressor Performance. Paper No. GT2006-90893, ASME Turbo Expo 2006, Barcelona May 8 – 11.

Reunanen, A., Larjola, J.: Radial forces in a centrifugal compressor; experimental investigation by using magnetic bearings and static pressure distribution. Journal of Thermal Science, Vol. 14, No 1, pp. 1-8, 2005.

T. Turunen-Saaresti, A. Reunanen, J. Larjola: Effect of pinch on the performance of a vaneless diffuser in a centrifugal compressor. 6th European conference on Turbomachinery, Proceedings, RC-03/115, Lille, France, March 7-11, 2005.

Turunen-Saaresti, T., Larjola, J. Unsteady Pressure Field in a Vaneless Diffuser of a Centrifugal Compressor; an experimental and computational analysis. Journal of Thermal Science, Vol. 13, No 4, pp. 302-309, 2004.

Turunen-Saaresti, T., Larjola, J. 2003. Measured and Calculated Unsteady Pressure Filed in a Vaneless Diffuser of a Centrifugal Compressor. 10th International Symposium of Unsteady Aerodynamics, Aeroacoustics & Aeroelasticity in Turbomachinery. Durham, North Carolina, USA, Sep 7-11, 2003.

Reunanen, A. & Larjola, J. Experimental Analysis of Radial Forces in a Centrifugal Compressor, 5th European Conference on Turbomachinery, Prague, Check Republic 17 - 21 March, 2003.

Turunen-Saaresti T., Larjola J.: Time-accurate numerical calculation of a centrifugal compressor. CSC Report on Scientific Computation, pp. 175-177. CSC – the Finnish IT Center for Science, Otaniemi 2003.

Reunanen Arttu. Experimental and Numerical Analysis of Different Volutes in a Centrifugal Compressor. Lappeenranta 2001, Acta Universitatis Lappeenrantaensis 118, diss., 150 s.

Honkatukia J., Sallinen P., Saarinen V., Larjola J., Reunanen A., Valovirta L.: Suurten rinnakkain kytkettyjen kompressoreiden mallintaminen energiaa säästävää ryhmäohjausta varten. Lappeenranta University of Technology publication, EN B-144, 27 s., 2001.

J. Larjola, J. Backman, H. Esa, H. Pitkänen, P. Sallinen and J. Honkatukia: Centrifugal compressor design and testing in Finnish high speed technology. ASME publ. PID-Vol. 5, Challenges and Goals in Industrial and Pipeline Compressors, presented at the 2000 ASME Int. Mechanical Engineering Congress & Expo., November 5-11, Orlando, Florida, pp. 147- 154, 2000.

Kytömäki T., Larjola J.: Operating experience obtained with high speed compressor provided with magnetic bearings. Lappeenranta University of Technology publication, EN A-49, 14 p., 2000.

A. Reunanen, H. Pitkänen, T. Siikonen, H. Heiska, J. Larjola, H. Esa, P. Sallinen: Computational and experimental comparison of different volute geometries in a radial compressor, ASME Turbo Expo Land, Sea & Air 2000, 8 May - 11 May, Munich, Germany, ASME publication, No 2000-GT-469, 10 p., 2000.

Pitkänen, H., Esa, H., Reunanen, A., Sallinen, P. & Larjola J. Computational and Experimental Study of an Industrial Centrifugal Compressor Volute.Journal of Thermal Science,Journal of Thermal Science, Vol. 9, No. 1, January-March 2000, s. 77-84.

H. Pitkänen, H. Esa, P. Sallinen, J. Larjola, H. Heiska, T. Siikonen: Time-accurate CFD analysis of a centrifugal compressor. Fourth Int. Symposium on Experimental and Computational Aerodynamics of Internal Flows, Dresden August 31 to September 2. Proceeding Vol. 2, pp. 130-139, 1999.

H. Pitkänen, H. Esa, J. Larjola, J. Backman, J. Seppänen: HST 6000-2 radiaalikompressorin laskenta ja testaus (The calculation and measurements of the HST 6000-2 centrifugal compressor), Lappeenranta University of Technology publication, EN B-111, 36 p., 1997.

J. Backman: Matalapaineisen suurnopeuskompressorin rakenteellinen optimointi (The structural optimization of the low pressure High Speed Compressor HSC). Licentiate thesis. Lappeenranta, Finland 1989.

J. Larjola: Radiaalikompressorin suunnittelun perusteet (Introduction to the design of radial compressors), Lappeenranta University of Technology publication, EN B-61, 57 p., 1987.