Bagaimana stator mengubah kecepatan menjadi tekanan?

Saya mencari, semoga, jawaban kualitatif tentang bagaimana kompresor meningkatkan tekanan. Saya memahami persamaan yang memprediksi hasil ini tetapi saya tidak bisa membayangkannya di kepala saya.

Sebuah rotor berputar, membelokkan udara ke mesin dan meningkatkan kecepatan udara. Selanjutnya, ada sirip stasioner yang bertabrakan dengan kecepatan tinggi ini. Entah bagaimana kontak ini menghilangkan kecepatan dan menambah tekanan. Langkah penting ini adalah bagian yang saya tidak mengerti.

Prinsip utamanya adalah konversi tekanan dinamis menjadi tekanan statis.

Jalur fluida sedemikian rupa sehingga kecepatan awalnya menurun karena persamaan laju aliran massa (saya tidak menulis persamaan seperti yang Anda sebutkan, Anda tahu mereka). Gagasan penting di sini berkaitan dengan energi yang hilang di saluran karena mengubah energi kinetik menjadi energi internal dan di situlah letak peningkatan tekanan. Pikirkan matriks stresor dalam 3D dengan jumlah komponen prinsip, yang kita tahu sama dengan tekanan hidrostatik

Saat fluida masuk, cairan akan mengenai kompresor yang meningkatkan tekanan dengan melakukan pekerjaan (menambah energi) ke aliran. Tekanan ini adalah tekanan dinamis ketika kecepatan meningkat pada tahap kompresor ( ).$q = 0.5 * \rho * V^2$

Fluida kemudian memasuki tahap diffuser di mana stators mengubah tekanan dinamis ini menjadi tekanan statis dengan memperlambat aliran.

Jadi untuk meringkas, kompresor menambah kecepatan ke aliran dengan melakukan pekerjaan (menambah energi) ke aliran. Energi ini kemudian dikonversi dari tekanan dinamis ke tekanan statis oleh diffuser karena memperlambat fluida.

Dalam hal jawaban "kualitatif", saya pikir cara terbaik untuk memikirkan kompresor adalah dengan menguleni atau membentuk adonan (seperti membuat roti). Bayangkan Anda memiliki adonan roti yang panjang di permukaan yang berfungsi. Menggunakan tangan Anda sebagai dayung, jika Anda harus bergiliran mendorong adonan, bergantian dengan masing-masing tangan, adonan akan berubah menjadi strip yang lebih kecil dan lebih kecil dengan setiap lintasan. Ini mirip dengan rotor dan stators ("dayung") mengompresi udara dalam kompresor.

Dalam kompresor dengan beberapa tahap, Anda memiliki banyak tahapan rotor / stator yang secara bertahap meningkatkan tekanan statis, tetapi cara peningkatan tekanan itu dinamis. Dengan rotor, Anda memberikan momentum (dan dengannya kecepatan) ke udara. Selanjutnya, ketika udara bertemu stator, momentum dan veclocity "menabrak" ke stator. Karena udara adalah cairan yang dapat dimampatkan, tindakan ini meningkatkan densitas. Peningkatan kepadatan adalah definisi kompresi.

Mekanik sebenarnya sedikit lebih elegan daripada "menabrak" (pikirkan mengayuh adonan), tapi saya pikir Anda mendapatkan gambarnya. Stator dirancang untuk mengubah arah aliran, dan ini menyebabkan "penumpukan" udara ketika udara berganti arah. Selain itu, area keluar (atau "tenggorokan") stator selanjutnya membatasi aliran bebas dan menyebabkan tekanan untuk terbentuk.

Semoga itu bisa membantu!

Baling-baling stator tidak lain adalah sayap kecil, jadi mungkin yang terbaik adalah menjelaskan bagaimana sayap bekerja. Ikuti tautan ke Aviation SE untuk penjelasan terperinci. Inilah intinya:

'Sayap menciptakan daya angkat dengan mempercepat aliran udara ke bawah. Ini disebut downwash dan juga efek yang menciptakan slipstream di belakang baling-baling berputar. Baling-baling stator tidak berputar sendiri, tetapi ditempatkan ke dalam aliran berputar, sehingga aliran di sekitarnya sangat mirip dengan sayap atau baling-baling baling-baling.

Komponen aliran rotasi diubah menjadi akselerasi aksial yang pada gilirannya diubah menjadi tekanan ram oleh jalur aliran yang menyempit dalam kompresor. Jika Anda melihatnya pada tingkat energi, energi kinetik (rotasi) diubah menjadi energi potensial (tekanan). '

Jadi tujuan stator adalah untuk mengarahkan aliran ke garis lurus sejajar dengan poros tengah. Stator tidak bertanggung jawab atas peningkatan tekanan dalam arti itu tetapi masih memiliki beberapa tanggung jawab. Tetapi kompresor penyempitan adalah alasan utama peningkatan tekanan. Stator hanya membantu memaksa aliran secara seragam ke ruang yang lebih kecil. Meskipun, stator masih memiliki beberapa tanggung jawab dalam meningkatkan tekanan: karena udara dapat dikompresi, ketika partikel-partikel fluida menghantam ke stator, densitas meningkat dan karenanya kompresi juga bekerja.

Tujuan stator adalah mengarahkan aliran ke bilah turbin berikutnya dengan mengarahkan aliran ke bawah dari bilah turbin, kembali ke atas turbin berikutnya. Inilah yang dilihat sebagai aliran-S.