• centrifugal compressor
• head coefficient
• splitter

La presente tesi illustra il lavoro di progettazione e ottimizzazione dello stadio di un compressore centrifugo, svolto quotidianamente all’interno dell’azienda di cui sono stato ospite. Il progetto ha rappresentato un'importante sfida ingegneristica, richiedendo una profonda analisi delle interazioni fluidodinamiche tra i diversi componenti del sistema.
L'attività di ottimizzazione è stata condotta con particolare attenzione alla geometria della girante, del diffusore e del canale di ritorno, con l’obiettivo di massimizzare le prestazioni complessive dello stadio e questo ha condotto alla stesura di due revisioni per la girante con solo full blade, perché le consolidate competenze dell’azienda hanno permesso di individuare la forma ottimizzata minimizzando le modifiche da apportare. Invece, l’implementazione della girante con pale splitter ha richiesto otto revisioni, in quanto il campo fluidodinamico generato all’interno dei vani palari richiede una valutazione più articolata per l’individuazione della forma e della posizione ottimale della pala splitter.
Le scelte progettuali finali sono state guidate dai risultati delle simulazioni numeriche, che hanno fornito informazioni fondamentali sul comportamento dei componenti, permettendo di raggiungere un equilibrio ottimale tra efficienza aerodinamica e semplicità costruttiva. Proprio quest’ultima è stata favorita dall’ impiego della girante con la pala splitter, in quanto consente una maggiore flessibilità per i processi produttivi e un ampliamento del campo operativo dello stadio, motivo principale per cui tali configurazioni vengono adottate.
Le problematiche emerse nella seconda configurazione evidenziano tuttavia la necessità di ulteriori studi mirati all’individuazione della forma e della posizione ottimale delle pale splitter, tenendo conto della distribuzione non omogenea delle grandezze fluidodinamiche tra la suction side e la pressure side, che rende il flusso particolarmente complesso da controllare.
Il campo di funzionamento dello stadio oggetto di questa tesi è abbastanza esteso, ma ottimizzando ulteriormente la geometria della girante, si potrebbe ottenere un incremento del range operativo.