| dc.description.abstract | En digital tvilling er et relativt nytt konsept. Det er noe som krever mye innsats, men med løfter om store belønninger både med tanke på bærekraft og fortjeneste. NTNUs forskningsavdeling for turbomaskineri bygger sakte opp sin egen digitale tvilling for sin fullskala ett-trinns sentrifugalkompressor. Arbeidet mot denne ambisjonen har pågått i årevis, og denne oppgaven er en del av det arbeidet.
Med fokus på å dokumentere eksperimentelle data, som er avgjørende for videre utvikling av dagens digitale modell, har hovedmålet med denne oppgaven vært å utvikle en kompressorkurve som dekker et bredt spekter. Noe den digitale modellen kan modelleres etter. For å sikre gyldigheten av en slik kurve ble det også utviklet sekundære mål hvis formål var å sikre resultatenes legitimitet.
Gjennom en rekke statiske og dynamiske eksperimenter har hovedmålet og begge sekundære mål blitt oppfylt. I tillegg har flere andre konklusjoner som er viktige for videre utvikling og eksperimentering blitt trukket. Kort oppsummert: trykktanken nedstrøms kompressoren er en viktig del av systemet når man eksperimenterer med strømninger lavere enn Q < 0.5 m3/s; de to “orifice”-platene installert på laboratoriet samsvarer stort sett med hverandre godt, men ikke nær nullstrøm; usikkerheter gjør at målinger tatt innenfor Q ∈ (−0.2, 0.2) m3/s bare kan betraktes som pekepinner, og ikke “sikre sannheter”; med det nåværende oppsettet er det ikke mulig å bruke differensialtrykket over kompressorens “bull-nose” for å måle noe meningsfullt; loggingsfrekvensen bør være minst 10 Hz for eksperimenter der Q < 0.5 m3/s; visse områder med lav respons har liten eller ingen innvirkning på kompressorkartkurvene; og til slutt, det kan være fordelaktig å redusere lengden på rørene til differensialtrykkmålerne.
Eksperimentene som presenteres i denne oppgaven ble kun utført ved bruk av “kompressor-testriggen” ved turbomaskin-laboratoriet ved NTNU. Matlab ble brukt til å tolke resultatene fra disse eksperimentene, og mye arbeid er lagt i å lage kodene nesten helt automatiske. En kort usikkerhetsanalyse av “Type B” ble også gjennomført for å hjelpe med legitimiteten til resultatene. | |
| dc.description.abstract | A Digital Twin is a relatively new concept, requiring a lot of effort, but with promises of great rewards in terms of sustainability and profits. NTNU’s turbomachinery research department is slowly building up their own digital twin for their full-scale single-stage centrifugal compressor. Work towards this ambition has been ongoing for years, and this thesis is part of that work.
Focusing on providing experimental data, essential for further development on the current digital model, the primary objective of this thesis has been to develop a compressor curve covering a wide range, which the digital model can be modeled after. To ensure the validity of such a curve, secondary objectives with focus on ensuring the legitimacy of the results were also developed.
Through a series of static and dynamic experiments, the primary objective, and all secondary objectives have been met. In addition, multiple other conclusions important for further development and experimentation have been drawn. Briefly summarised: the downstream pressure tank is an essential part of the compressor system, when experimenting with flows lower than Q < 0.5 m3/s; the two orifices installed at the laboratory mostly match each other well, but not near zero flow; uncertainties make it so that measurements taken within Q ∈ (−0.2, 0.2) m3/s can only be considered suggestive; with the current setup, it is not possible to use the differential pressure over the compressor bull-nose to measure anything meaningful; logging frequency should be at least 10 Hz for experiments where Q < 0.5 m3/s; certain areas with low response have little to no impact on the compressor map-curves; and finally, it could be beneficial to reduce the length of the differential pressure tubes.
The experiments presented in this thesis were explicitly conducted using the “compressor test-rig” at the turbomachinery laboratory at NTNU. Matlab was used to interpret the results from those experiments, and extensive effort has gone into creating near-automatic scripts. A short uncertainty analysis of Type B was also orchestrated, to help with the legitimacy of the results. | |
