Utafiti huu unachunguza kwa pamoja tabia za mtiririko, halijoto, shinikizo, mkazo na ulemavu wa kompresor ya scroll wakati wa uendeshaji katika pampu ya joto inayorejesha joto taka kutoka michakato ya mafuta na gesi. Watafiti walitumia CFD yenye mesh inayobadilika, uchambuzi wa vipengele vyenye ukomo na mbinu ya kuunganisha joto–kiowevu–imara kwa mwelekeo mmoja kuchanganua awamu nne bainifu za uendeshaji katika nafasi za 0°, 90°, 180° na 270° za shimoni.

Hitimisho kuu la utafiti ni kwamba tabia ya kimitambo ya mabawa ya scroll haiwezi kuelezwa kwa shinikizo la gesi pekee. Chini ya mzigo wa shinikizo, ulemavu wa juu katika awamu zote zilizochunguzwa ulisalia 0,84385 µm au chini, ilhali chini ya mzigo wa halijoto pekee ulemavu wa juu ulifikia 28,605 µm. Vilevile, mkazo wa juu uliosababishwa na mzigo wa shinikizo pekee ulikuwa 8,418 MPa, wakati chini ya mzigo wa halijoto uliripotiwa kuwa 521,81 MPa. Kwa hiyo, katika modeli na hali za uendeshaji zilizochunguzwa, ilihitimishwa kwamba uga wa halijoto ndio kichocheo kikuu cha mwitikio wa kimuundo.

Shinikizo na halijoto zinapotumika pamoja, mwitikio wa kimuundo si jumla rahisi ya kihisabati ya matokeo ya mizigo hiyo miwili tofauti. Katika ulinganisho wa awamu ya 0°, ulemavu unaotokana na shinikizo ulikuwa 0,84385 µm na unaotokana na halijoto 28,605 µm, huku chini ya mzigo wa pamoja maandishi makuu yakiripoti 28,509 µm. Watafiti wanaeleza tofauti hii kama mkengeuko usio wa mstari wa kuunganisha wa 0,938 µm. Kwa mkazo pia, katika awamu hiyo hiyo mzigo wa shinikizo ulikuwa 6,72 MPa, mzigo wa halijoto 521,81 MPa na mzigo wa pamoja 521,35 MPa, huku mkengeuko ulioripotiwa ukiwa 7,18 MPa.

Uga wa mtiririko pia hubadilika kwa kiasi kikubwa kulingana na pembe ya shimoni. Kasi ya juu ya mtiririko katika awamu za 0°, 90°, 180° na 270° ilikokotolewa mtawalia kuwa 31,8563; 46,4273; 30,2823 na 43,5037 m/s. Katika 270°, shinikizo la chemba ya kukandamiza lilifikia 359.069 Pa na watafiti walilitathmini kama hali ya ukandamizaji kupita kiasi juu ya shinikizo la kutoa. Katika awamu hiyo hiyo, halijoto ya juu ilifikia 344,753 K, thamani ya juu zaidi kati ya awamu nne zilizochunguzwa.

Modeli ya namba haikuachwa bila uthibitishaji. Watafiti waliunda hali tano za majaribio katika 2900 rpm na kulinganisha kiwango cha mtiririko wa wingi, halijoto ya kutoa na ufanisi wa isentropiki na matokeo ya namba. Tofauti kubwa zaidi ya mtiririko wa wingi iliripotiwa kuwa 0,000896 kg/s, tofauti ya halijoto ya kutoa 2,6322 K na tofauti ya ufanisi wa isentropiki %6,0873. Hata hivyo, majaribio haya hayapimi moja kwa moja mkazo na ulemavu wa mabawa ya scroll; uthibitishaji wa majaribio unaunga mkono hasa modeli ya thermodinamiki/mtiririko ya kompresor.

Kwa muktadha wa Tanzania: Utafiti haukufanywa katika eneo la mafuta au gesi asilia nchini Tanzania, na vigezo vya kijiometri na uendeshaji vya kompresor ya scroll iliyotumika ni mahususi kwa modeli hiyo. Hata hivyo, unatoa ujumbe muhimu wa usanifu kwa timu za uhandisi zinazofanya kazi katika urejeshaji wa joto taka kwenye mitambo ya mafuta na gesi, pampu za joto za viwandani, kompresor za friji na usanifu wa mifumo ya scroll: uundaji wa kimitambo unaotegemea nguvu za shinikizo pekee unaweza kupuuza ulemavu na mikazo ya joto inayotokana na gradienti kubwa za halijoto. Matokeo yanahitaji kuthibitishwa upya kwa jiometri tofauti za kompresor, vijokofu, kasi na shinikizo za uendeshaji nchini Tanzania.

Tatizo kuu ambalo utafiti unajaribu kutatua ni lipi?

Kompresor za scroll hukandamiza gesi kwa kuunda ujazo uliofungwa unaopungua mfululizo kati ya profaili mbili za ond, moja ikiwa tuli na nyingine ikifanya mwendo wa obiti. Jambo muhimu katika utafiti huu ni kwamba bawa lilelile la chuma la scroll hukabiliwa kwa wakati mmoja na shinikizo la gesi linalobadilika pamoja na uga wa halijoto usio sare.

Baadhi ya mbinu za awali zilishughulikia uga wa mtiririko wa ndani pekee, huku nyingine zikichunguza tu ulemavu wa kimuundo chini ya mizigo fulani. Watafiti walijaribu hasa kutenganisha maswali matatu:

• Uga wa shinikizo pekee unasababisha ulemavu na mkazo kiasi gani katika muundo wa scroll?
• Uga wa halijoto pekee unasababisha mwitikio wa kimuundo kiasi gani?
• Je, athari ya pamoja ya shinikizo na halijoto ni jumla rahisi ya matokeo haya mawili?

Kwa hiyo, kwa awamu zilezile nne, mzigo wa shinikizo, mzigo wa halijoto na mchanganyiko wa mizigo hiyo miwili vilitatuliwa kila kimoja kivyake.

Jiometri ya uendeshaji wa kompresor ya scroll

Chemba ya kufanya kazi ya kompresor huundwa na scroll tuli pamoja na scroll ya obiti. Profaili hizo mbili zimepangwa zikikabiliana kwa tofauti ya awamu ya 180°. Scroll ya obiti haizunguki kuzunguka mhimili wake; hufanya mwendo wa kutafsiri wa obiti kuzunguka kituo cha scroll tuli. Hivyo, mifuko ya kunyonya inayoundwa kwenye ukingo wa nje husogea kuelekea katikati huku ujazo wake ukipungua na kiowevu kikikandamizwa.

Profaili ya scroll iliyotumika katika utafiti ina jiometri ya involuti ya duara. Profaili ya ndani:

\[ \begin{aligned} x_i &= r[\cos(\phi_i+\alpha)+\phi_i\sin(\phi_i+\alpha)]\\ y_i &= r[\sin(\phi_i+\alpha)-\phi_i\cos(\phi_i+\alpha)] \end{aligned} \]

na profaili ya nje:

\[ \begin{aligned} x_o &= r[\cos(\phi_o-\alpha)+\phi_o\sin(\phi_o-\alpha)]\\ y_o &= r[\sin(\phi_o-\alpha)-\phi_o\cos(\phi_o-\alpha)] \end{aligned} \]

zimefafanuliwa kwa mahusiano hayo.

Nyenzo ya scroll ilimodeliwa kwa sifa zipi?

Kwa sahani za scroll tuli na zinazotembea ilitumika aloi ya alumini 4032.

Modeli ya kiowevu inategemea milinganyo ipi ya kifizikia?

Uhifadhi wa wingi katika uga wa mtiririko:

\[ \frac{\partial \rho}{\partial t} + \nabla\cdot(\rho\vec{v})=0 \]

umefafanuliwa kwa namna hiyo. Katika hesabu ya nishati, vipengele vya konveksheni, upitishaji joto, kazi ya shinikizo na upotevu wa mnato hutumika kwa pamoja:

\[ \rho c_p \left( \frac{\partial T}{\partial t} + \vec{v}\cdot\nabla T \right) = \nabla\cdot(K_{eff}\nabla T) + \beta T\frac{Dp}{Dt} + \Phi \]

Kwa kuwa hakuna mtiririko wa kiwango kikubwa katika eneo la imara, kipengele cha konveksheni kimeondolewa na uhamishaji joto umemodeliwa hasa kwa upitishaji:

\[ \rho_s c\frac{\partial T}{\partial t} = \nabla\cdot(K_{eff}\nabla T)+\dot q \]

Katika kiolesura cha kiowevu–imara, uhifadhi wa mtiririko wa joto:

\[ q_s=q_f \]

unahakikishwa kwa sharti hilo.

Kwa nini mesh inayobadilika ilitumika?

Kadiri scroll ya obiti inavyosogea, maumbo ya chemba za kunyonya, kukandamiza na kutoa hubadilika katika kila hatua ya muda. Kwa kuwa mesh tuli ya CFD haiwezi kuwakilisha moja kwa moja ujazo huu unaobadilika, watafiti walitumia Spring Smoothing pamoja na 2.5D Remeshing na kazi iliyofafanuliwa na mtumiaji inayodhibiti mipaka ya mwendo.

Katika chemba ya kazi zilitumika tabaka 10 za sweep na ukubwa wa elementi wa 0,55 mm; katika maeneo ya kuingia na kutoka zilitumika tabaka tatu na ukubwa wa elementi wa 1,0 mm. Mesh ya mwisho ya CFD ilikuwa na:

• seli 615.828,
• nodi 359.008

.

Uhuru wa mesh ulitathminiwa kwa ufanisi wa ujazo. Baada ya kiwango cha pili cha mesh, ilionekana kuwa kuongeza idadi ya seli kulikuwa na athari ndogo kwa ufanisi wa ujazo uliokokotolewa, na seli 615.828 zikachaguliwa kama uwiano kati ya usahihi wa hesabu na gharama.

Masharti ya msingi ya mipaka ya CFD yalikuwa yapi?

Modeli ya namba ilikaguliwaje kwa majaribio?

Katika uthibitishaji wa majaribio, kompresor iliendeshwa katika 2900 rpm. Halijoto ya tanki la udongo wa jotoardhi ilibadilishwa ili kubadilisha halijoto ya kunyonya na shinikizo linalohusiana nayo; jumla ya hali tano za uendeshaji zilichunguzwa.

Kwa kuwa ilielezwa kwamba kipimo cha moja kwa moja cha mtiririko wa gesi hakikuwa cha kuaminika, mtiririko wa simulesheni ulilinganishwa na mtiririko wa wingi wa kinadharia:

\[ \dot m_{th}=V_s\rho_{in}n \]

Iliripotiwa kwamba mwenendo wa namba na wa majaribio/kinadharia ulilingana kwa ujumla katika hali tano. Tofauti kubwa zaidi zilikuwa:

• katika mtiririko wa wingi 0,000896 kg/s,
• katika halijoto ya kutoka 2,6322 K,
• katika ufanisi wa isentropiki %6,0873

ziliripotiwa.

Kikomo cha uthibitishaji huu ni muhimu: ulinganisho wa majaribio ulifanywa kwenye modeli ya mtiririko na thermodinamiki. Mikazo iliyokokotolewa ya kiwango cha 500 MPa kwenye mabawa ya scroll au ulemavu wa joto wa kiwango cha mikromita haukuthibitishwa moja kwa moja kwa vipimo vya majaribio vya strain/ulemavu.

Kwa nini awamu nne bainifu zilichaguliwa?

Pembe ya shimoni ya 0° ilifafanuliwa kama wakati ambapo chemba ya kunyonya inakaribia kumaliza mchakato wa kunyonya. Kisha awamu za 90°, 180° na 270° zilitumika kulinganisha hali bainifu za kunyonya, kukandamiza na kutoa ndani ya mzunguko mmoja kamili wa obiti.

Ni nini kilichopatikana katika uga wa shinikizo?

Katika awamu za 0° na 90°, shinikizo hasi za ndani zilikokotolewa katika eneo la kunyonya. Watafiti wanahusisha hali hii na mwendo wa haraka wa obiti na athari za inersia wakati wa kujazwa kwa chemba ya kunyonya.

Matokeo yanayovutia zaidi yako katika awamu ya 270°. Kadiri ujazo wa chemba ya kukandamiza unavyokaribia kiwango cha chini, shinikizo lilipanda hadi 359.069 Pa na kuzidi shinikizo lililowekwa la kutoa la 300.000 Pa. Watafiti wanaita hali hii over-compression — ukandamizaji kupita kiasi na wanaeleza kuwa inaweza kusababisha upotevu wa ziada wa nishati na kupungua kwa ufanisi.

Uga wa halijoto ulibadilikaje?

Uga wa halijoto ulionyesha muundo usio sare zaidi kuliko uga wa shinikizo. Kadiri ukandamizaji ulivyoongezeka kuelekea katikati, halijoto ilipanda, na katika awamu ya 270° thamani ya juu ilikuwa 344,753 K.

Je, ilikuwa ya kutosha kutafsiri uga wa mtiririko kwa ramani za rangi pekee?

Watafiti waliweka pointi tisa bainifu kwenye kila sehemu kati ya sehemu tatu tofauti za X–Y na kuchunguza zaidi usambazaji wa shinikizo, halijoto, nishati ya kinetiki ya mtikisiko na kasi kupitia jumla ya pointi 27 za ufuatiliaji.

Uchambuzi huu ulionyesha kwamba uga wa shinikizo ndani ya chemba ya kazi ulikuwa laini zaidi kwa kiasi, wakati halijoto, kasi na nishati ya kinetiki ya mtikisiko zilikuwa na utofauti mkubwa zaidi. Kupatikana kwa mwenendo unaofanana katika sehemu tatu za mhimili kulitafsiriwa na watafiti kuwa dalili ya kufanana kwa tabia ya mtiririko katika mwelekeo wa mhimili kwa jiometri iliyochunguzwa.

Mizigo kutoka uga wa mtiririko ilihamishwaje kwenye modeli ya imara?

Mesh iliyoundwa kwa eneo la imara ilikuwa na seli 655.986 na nodi 1.154.667. Uga wa shinikizo na halijoto wa muda uliokokotolewa katika awamu za 0°, 90°, 180° na 270° ulihamishwa kwa wakati mmoja kwenye nyuso husika za scroll.

Mbinu ya utafiti ni muunganisho wa mwelekeo mmoja:

1. Suluhisho la CFD hufanywa.
2. Uga wa shinikizo na halijoto wa awamu husika huchukuliwa.
3. Uga huu huhamishwa kwenye modeli ya scroll iliyo imara.
4. Mzigo wa shinikizo, mzigo wa halijoto na mzigo wa pamoja hutatuliwa kila mmoja kivyake.
5. Athari ya kurudi ya ulemavu wa imara kwenye uga wa mtiririko haihesabiwi.

Mzigo wa shinikizo pekee ulikuwa na athari kiasi gani?

Chini ya mzigo wa shinikizo, ulemavu mkubwa zaidi ulionekana katika sehemu ya kati ya chemba ya kukandamiza ambapo mabawa ya scroll yanayotembea na yaliyosimama yanakaribiana. Mkazo wa juu ulijilimbikiza katika eneo la mzizi wa bawa la scroll.

Kwa nini mzigo wa halijoto ulikuwa muhimu zaidi?

Ulemavu chini ya mzigo wa joto ulikuwa mkubwa zaidi kwa kiasi kikubwa kuliko chini ya mzigo wa shinikizo. Watafiti wanahusisha hili na upanuzi wa joto na vizuizi vya kimitambo vinavyosababishwa na usambazaji usio sare wa halijoto katika muundo wa scroll wa alumini.

Ulemavu mkubwa zaidi uko tena katika sehemu ya kati ya chemba ya kukandamiza. Mkazo wa juu zaidi wa joto ulijilimbikiza katika eneo la mzizi wa bawa linaloanzia mwanzo wa scroll kuelekea chemba ya kukandamiza.

Ni nini kilitokea chini ya mzigo wa pamoja wa shinikizo na halijoto?

*Dokezo la uthabiti wa chanzo: Kwa 0°, thamani katika Kielelezo 25 na Jedwali 10 ni 28,569 µm. Hata hivyo, katika maandishi ya maelezo na hitimisho ya utafiti huo huo imeandikwa 28,509 µm. Chanzo hakitoi maelezo ya tofauti kati ya thamani hizi mbili.

Namna matokeo ya mzigo wa pamoja yanavyobadilika kulingana na pembe ya shimoni yanafanana zaidi na mkondo wa mzigo wa joto pekee kuliko mzigo wa shinikizo. Hali hii ndiyo ushahidi mkuu wa hitimisho la utafiti kwamba “mzigo wa joto unatawala mwitikio wa kimuundo”.

Kwa nini athari ya pamoja si sawa na jumla rahisi?

Thamani zilizotolewa katika maandishi ya chanzo kwa awamu ya 0°:

• Ulemavu wa mzigo wa shinikizo: 0,84385 µm
• Ulemavu wa mzigo wa halijoto: 28,605 µm
• Ulemavu wa pamoja: 28,509 µm katika maandishi makuu
• Mkengeuko kutoka jumla ya mstari ulioripotiwa na chanzo: 0,938 µm

Kwa mkazo:

• Mzigo wa shinikizo: 6,72 MPa
• Mzigo wa halijoto: 521,81 MPa
• Mzigo wa pamoja: 521,35 MPa
• Mkengeuko ulioripotiwa na chanzo: 7,18 MPa

zimetolewa. Watafiti wanahusisha matokeo haya na kuwepo kwa mwingiliano kama vile upanuzi wa joto kuzuiwa kimitambo na shinikizo, na wanaeleza kuwa mwitikio wa fizikia nyingi hauwezi kuwakilishwa kwa jumla ya moja kwa moja ya matokeo ya mizigo huru.

Utafiti unasema nini?

• Katika kompresor ya scroll iliyochunguzwa, uga wa shinikizo la ndani, halijoto na kasi hubadilika kwa muda na nafasi kulingana na pembe ya shimoni.
• Usambazaji wa halijoto na kasi ndani ya chemba ya kazi ya scroll si sare.
• Katika awamu ya 270°, hali ya ukandamizaji kupita kiasi ilikokotolewa kwa shinikizo la juu la 359.069 Pa.
• Ulemavu na mkazo wa kimuundo unaotokana na shinikizo ni mdogo sana kuliko matokeo ya mzigo wa joto.
• Ulemavu wa juu wa mabawa ya scroll hutokea hasa katika sehemu ya kati ya chemba ya kukandamiza.
• Mkazo wa juu hujilimbikiza katika eneo la mzizi wa bawa.
• Tabia chini ya mzigo wa pamoja wa joto na shinikizo inafanana zaidi na tabia ya mzigo wa joto.
• Athari ya pamoja ya mizigo ya shinikizo na halijoto si jumla rahisi ya mstari ya matokeo huru.

Utafiti hausimami kwa kusema nini?

• Thamani za mkazo na ulemavu zilizokokotolewa hazijathibitishwa moja kwa moja kwenye scroll halisi kwa strain gauge au kipimo cha ulemavu wa uga mzima.
• Utafiti hauonyeshi kwamba jiometri zote za kompresor za scroll zitafikia thamani zilezile za mkazo wa joto.
• Kutokana na viwango vya mkazo vilivyokokotolewa kwa aloi ya alumini 4032, maisha ya uchovu au maisha ya kuvunjika hayajatolewa moja kwa moja.
• Kiasi cha uchakavu wa ncha hakikupimwa kwa majaribio.
• Muunganisho wa mwelekeo mmoja hauhesabu jinsi ulemavu wa scroll unavyobadilisha tena mtiririko wa uvujaji au uga wa mtiririko.
• Utafiti haulinganishi matokeo na muunganisho wa pande mbili.
• Hakukupimwa kuokoa nishati au kupungua kwa gharama za matengenezo wakati wa uendeshaji halisi katika eneo la mafuta na gesi.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Mtiririko wa uchambuzi wa utafiti

1. Jiometri ya pande tatu iliundwa kwa kutegemea kompresor ya scroll kwenye rig halisi ya majaribio ya pampu ya joto.
2. Chemba ya kazi ya scroll ilimodeliwa kwa mesh inayobadilika.
3. Suluhisho la CFD lilifanywa kwa kutumia sifa za kiowevu halisi za R134a.
4. Uhuru wa mesh ulikaguliwa kwa ufanisi wa ujazo.
5. Kiwango cha mtiririko wa wingi, halijoto ya kutoa na ufanisi wa isentropiki vililinganishwa katika hali tano za majaribio.
6. Uga wa shinikizo na halijoto katika awamu za 0°, 90°, 180° na 270° ulitolewa.
7. Mizigo hii ilihamishwa kwenye modeli ya scroll iliyo imara.
8. Mizigo ya shinikizo, halijoto na pamoja ilitatuliwa kila mmoja kivyake kwa FEA.
9. Thamani za juu na maeneo ya ulemavu na mkazo yalilinganishwa.

Kasi ya juu katika awamu nne

Kasi ya juu zaidi ilikokotolewa katika 90° karibu na eneo la kunyonya. Katika 180°, kasi ya juu hupungua tena kutokana na njia ya mtiririko na mabadiliko ya shinikizo.

Ulinganisho wa mwisho wa aina za mzigo

*Dokezo la chanzo: Ulemavu wa juu wa mzigo wa pamoja ni 28,569 µm kulingana na Jedwali 10 na Kielelezo 25; maandishi ya hitimisho yanaandika 28,509 µm.

Maeneo muhimu zaidi kimitambo

Katika mbinu zote tatu za upakiaji, ulemavu wa juu hutokea hasa katika sehemu ya kati ya chemba ya kukandamiza. Hili ni eneo ambalo tofauti za mzigo kati ya nyuso za ndani na nje za scroll huongeza athari ya kupinda.

Mkazo wa juu hujilimbikiza hasa katika mzizi wa bawa la scroll. Katika mizigo ya joto na pamoja, eneo muhimu ni kuzunguka mzizi wa bawa unaoanzia mwanzo wa scroll hadi chemba ya kukandamiza.

Kwa nini scroll ya obiti na scroll tuli hazina tabia sawa?

Katika utafiti, scroll ya obiti na fixed scroll hazipewi masharti sawa ya vizuizi. Scroll tuli imefungwa katika pande zote, wakati nyuso za mwendo na bearing za scroll ya obiti zimezuiwa katika mielekeo tofauti. Watafiti wanahusisha mkazo na ulemavu kuwa kwa ujumla mkubwa zaidi katika scroll ya obiti na tofauti hizi za vizuizi vya kimitambo.

Kikomo kikuu cha muunganisho wa mwelekeo mmoja

Kikomo muhimu zaidi cha kimetodolojia cha utafiti ni kwamba matokeo ya kimuundo hayarudishwi kwenye uga wa CFD. Kwa maneno mengine:

mtiririko → halijoto/shinikizo → muundo

huhesabiwa, lakini:

ulemavu wa muundo → pengo linalobadilika → uvujaji → uga mpya wa mtiririko

mzunguko huu hautatuliwi.

Watafiti wanaeleza wazi kwamba upungufu huu unaweza kuwa muhimu ikiwa ulemavu wa scroll utafikia kiwango cha kubadilisha mapengo, kuongeza uvujaji au kusababisha mtetemo. Kwa kazi ya baadaye wanapendekeza muunganisho wa joto–kiowevu–imara wa pande mbili, uchunguzi wa athari za uvujaji, uthibitishaji wa majaribio wa moja kwa moja zaidi wa mkazo/ulemavu wa scroll na kulinganisha vigezo tofauti vya profaili.

Maana ya kihandisi ya matokeo

Ujumbe mkuu wa usanifu wa utafiti ni kwamba kutathmini kimitambo kompresor za scroll za kasi kubwa kwa kuzingatia shinikizo la gesi pekee kunaweza kuwa hakutoshi. Katika mfumo uliotafitiwa, usambazaji wa mkazo na ulemavu wa muundo wa scroll unafuata kwa kiasi kikubwa uga wa halijoto.

Kwa hiyo, katika maamuzi ya usanifu kama uboreshaji wa profaili, pengo la ncha, jiometri ya mzizi wa bawa, usimamizi wa upanuzi wa joto na udhibiti wa uchakavu, kutathmini kwa pamoja uga wa mtiririko, halijoto na muundo ndiyo mbinu kuu ya uhandisi inayopendekezwa na utafiti. Hata hivyo, matokeo ya sasa yana mipaka ya muunganisho wa mwelekeo mmoja na jiometri maalumu ya kompresor.

Dokezo la Chanzo na Mbinu

Jina kamili la kazi asili: Study on Thermal–Fluid–Solid Coupling Characteristics of a Scroll Compressor in an Oil–Gas Waste Heat Recovery Heat Pump System

Waandishi: Yingju Pei; Jingxian Zeng; Lei Zeng; Li Kou; Xu Luo; Yangqi Liu.

Mpangilio wa waandishi: Mpangilio wa kazi ya chanzo umehifadhiwa kama ulivyo. Hakuna tamko la mwandishi mwenza wa kwanza/sawa katika mchango.

Mwandishi wa mawasiliano: Yingju Pei.

Taasisi: State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, Chengdu University of Technology; Tianfu Yongxing Laboratory, Geothermal Exploration, Development and Comprehensive Utilization Research Center; College of Energy, Chengdu University of Technology; College of Mechanical and Electrical Engineering, Chengdu University of Technology.

Jarida: Machines. Mchapishaji: MDPI, Basel, Switzerland. Juzuu: 14. Nambari ya makala: 569. Mwaka: 2026.

DOI: 10.3390/machines14050569

Rekodi rasmi ya uchapishaji: Imethibitishwa kupitia DOI na rekodi rasmi ya makala ya MDPI.

Mchakato wa uchapishaji: Ilipokelewa 17 March 2026, ikarekebishwa 30 April 2026, ikakubaliwa 18 May 2026 na kuchapishwa 20 May 2026.

Mhariri wa kitaaluma: Payam Shams Ghahfarokhi.

Aina ya chanzo na hali ya peer review: Ni makala ya utafiti iliyopitiwa na wataalamu na kuchapishwa katika jarida la Machines. Utafiti unaunganisha uthibitishaji wa thermodinamiki wa majaribio, uchambuzi wa CFD wenye mesh inayobadilika, uchambuzi wa vipengele vyenye ukomo na muunganisho wa joto–kiowevu–imara wa mwelekeo mmoja.

Leseni: Creative Commons Attribution (CC BY).

Ufadhili: Utafiti uliungwa mkono na programu kadhaa, ikiwemo National Natural Science Foundation of China Youth Fund No. 52304004; CDUT-PLC2025016CJRH; miradi maalumu ya Sichuan Province 2024ZYD0122 na 2024ZYD0142; Tianfu Yongxing Laboratory 2023KJGG13; Sichuan Province Key R&D Project 2024YFNH0022 na National Science and Technology Major Project 2024ZD1406500.

Upatikanaji wa data: Imeelezwa kwamba michango asili ya utafiti imo ndani ya makala na maswali ya ziada yanaweza kuelekezwa kwa mwandishi wa mawasiliano.

Mgongano wa maslahi: Waandishi hawakuripoti mgongano wa maslahi.

Michango ya waandishi: Yingju Pei — uundaji wa dhana, uchambuzi rasmi, ufadhili, utafiti, usimamizi wa mradi, usimamizi na mapitio; Jingxian Zeng — uchambuzi rasmi, utafiti, mbinu, programu, uthibitishaji na rasimu ya kwanza; Lei Zeng — uthibitishaji, uoneshaji na uhariri; Li Kou — programu, uoneshaji na rasimu ya kwanza; Xu Luo — programu, uchambuzi rasmi na rasimu ya kwanza; Yangqi Liu — mbinu na uthibitishaji.

Kikomo cha maudhui ya kisayansi: Mbinu, milinganyo, vigezo vya kijiometri, sifa za nyenzo, masharti ya mipaka ya CFD, ulinganisho wa majaribio, data za uga wa mtiririko, na matokeo ya mkazo na ulemavu katika maandishi haya ya Verianla yanatokana tu na utafiti uliochunguzwa. Hakuna matokeo mapya ya kisayansi yaliyoongezwa kutoka nje ya utafiti.

Kikomo cha uthibitishaji wa majaribio: Majaribio yanalinganisha tabia za mtiririko wa wingi, halijoto ya kutoa na ufanisi wa isentropiki wa modeli ya namba ya kompresor. Uga wa mkazo na ulemavu uliokokotolewa kwenye mabawa ya scroll haujathibitishwa moja kwa moja kwa vipimo vya kimitambo vya majaribio.

Kikomo cha muunganisho: Mbinu iliyotumika ni ya mwelekeo mmoja. Kwa kuwa ulemavu wa imara haurudishwi kwenye uga wa CFD, namna ulemavu unavyobadilisha pengo la kuziba, mtiririko wa uvujaji au uga wa shinikizo/halijoto unaofuata haitatuliwi katika modeli ya sasa.

Kutokubaliana kwa namba ndani ya chanzo: Ulemavu wa mzigo wa pamoja wa 0° umetolewa kuwa 28,509 µm katika maandishi makuu na hitimisho, lakini 28,569 µm katika Kielelezo 25 na Jedwali 10. Chanzo hakielezi tofauti hii. Mkengeuko wa muunganisho wa 0,938 µm ulioripotiwa na chanzo unategemea thamani ya 28,509 µm.

Uwasilishaji wa mlinganyo ndani ya chanzo: Katika sehemu inayoeleza nguvu za scroll ya obiti, Mlinganyo (11) na Mlinganyo (12) zimechapishwa zikitumia alama ileile ya upande wa kushoto \(F_{t,o}\); maelezo ya maandishi ya sehemu hiyo yanafafanua nguvu za tangential na radial kando. Tofauti hii ya uandishi haijasahihishwa kimya kimya hapa.