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キャビテーションの熱力学的効果に基づくポンプ吸込性能の評価と予測

Research Project

Project/Area Number 17760150
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionYatsushiro National College of Technology

Principal Investigator

田中 禎一  Yatsushiro National College of Technology, 機械電気工学科, 准教授 (00300658)

Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords流体機械 / キャピテーション / 熱力学的効果 / ポンプ吸込性能 / 極低温流体 / キャビテーション
Research Abstract

本研究課題では、液体窒素を作動流体とするキャビテーション実験装置を用いて、キャビテーションの熱力学的効果に基づくポンプ吸込性能の評価と予測手法の確立を目指した。研究の結果、以下のことが明らかにされた。
(1)液体窒素用ポンプが設計流量点付近で運転されている場合、液体窒素作動時の吸込性能(キャビテーション性能)は、水作動時と比べて大きな改善が見られる。
(2)設計流量から外れた部分流章域や、過大流量域などでは、設計流量点付近ほどの吸込性能の改善は得られない。
(3)液体窒素作動時において、ポンプ管路系内の加圧、あるいは減圧によって液体窒素の温度が変化する場合、同一流量条件下でも吸込性能が変化する。
これらの結果は、ポンプ内の流れ場と液体窒素温度がキャビテーションの発生形態とその熱力学的効果の大きさに影響を及ぼしていることに起因しているためであると考えられる。そのため、ポンプ吸込性能の評価と予測手法の確立を行うためには、液体窒素の温度と吐出し流量をパラメータとしたポンプ内部の圧力分布の計測とキャビテーションの可視化によって、ポンプの内部流れ場とキャビテーション発生形態との関係を詳細に明らかにするとともに、それらの結果を熱物性が異なり、熱力学的効果が小さい水を作動流体とした試験結果と比較し、ポンプ内部流れ場とキャビテーションの熱力学的効果の相互干渉がどのようにポンプ吸込性能に寄与しているかを解明する必要があることがわかった。

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2008 2006 2005

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 1 results)

  • [Journal Article] 極低温流体用キャビテーション実験装置の製作とその性能2008

    • Author(s)
      田中 禎一
    • Journal Title

      八代高専紀要 第30号

      Pages: 1-6

    • NAID

      110006979857

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 液体窒素圧送用ポンプのキャビテーション性能2006

    • Author(s)
      田中 禎一
    • Journal Title

      日本機械学会2006年度年次大会講演論文集(2)

      Pages: 201-202

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 液体窒素用キャビテーション実験装置の製作とその性能2006

    • Author(s)
      田中 禎一
    • Journal Title

      第52回ターボポンプ分科会報告書

      Pages: 1-6

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 液体窒素用キャビテーション実験装置の製作とその性能2006

    • Author(s)
      田中 禎一
    • Journal Title

      第1回キャビテーションの熱力学的効果に関する討論会

      Pages: 1-1

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 極低温流体用キャビテーション実験装置の製作2005

    • Author(s)
      田中禎一, 宮川和芳
    • Journal Title

      第54回ターボ機械協会仙台講演会論文集

      Pages: 88-93

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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