歳差運動をしながら回転する遠心羽根車の流体力試験機

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01850041
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 大橋 秀雄 東京大学, 工学部, 教授 (90010678)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 斉藤 忍 石川島播磨重工業(株), 技術研究所, 研究員 ; 岩壷 卓三 神戸大学, 工学部, 教授 (00031097) ; 市川 保正 東京大学, 工学部, 助手 (40134473) ; 川田 達雄 東京大学, 工学部, 助手 (00010851) ; 松本 洋一郎 東京大学, 工学部, 助手 (60111473)
• Keywords: タ-ボ機械 / 遠心羽根車 / 流体力 / 軸振動 / 歳差運動 / 力測定センサ- / オ-バハング軸 / 試験機

Research Abstract

遠心羽根車がケ-シングの中で歳差運動をしながら回転する(オ-バ-ハング羽根車の振動を模擬)とき,羽根車に働く圧力分布が形成する流体力と流体モ-メントを測定する試験機を開発することを目的としている.平成元年度は,試験機の仕様決定,設計,製作,組み立て,調整および校正実験を実施した.
本年度の研究業績は以下の通りである.
1.デ-タ収録・演算システムの構築
デ-タログ用の機器構成を設計し,併せて必要なデ-タ処理用ソフトウェアを作成した.
2.予備実験
試験機と計測装置,デ-タ収録・演算システムを総合的に調整し,各種の予備実験を実施して試験機の特性を把握した.
3.供試羽根車による流体力実験
三次元モデル羽根車(直径350mm)を用い,これを羽根付き及び羽根無しディフュ-ザ中に組み込んだときの流体力,流体モ-メントを測定した.それらの実測値を整理した結果,試験機,計測システムおよびデ-タ収録・演算システムは予期した機能を発揮できることが判った.
4.得られた成果の概要
本装置に用いて得られた実験結果から次の知見が得られた.
a.歳差運動によって遠心羽根車に誘起される力とモ-メントが実測された.その結果,羽根車が軸系の曲げ固有振動数の2倍以上の高速で回転するとき,羽根車に働くモ-メントが軸を励振すること,モ-メント励振が起こり得ることが明らかになった.
b.力とモ-メントに及ぼす影響のうち,羽根車流量の影響は比較的少なく,ケ-シングとの隙間の大きさの影響が大きいことが分かった.

Research Products

• [Publications] Ohashi,H.,Sakurai,A.and Nishihama,J.: "Influence of Impeller Geometries on the Lateral Fluid Forces of Whirling Ceutrifugal Impeller" NASA cp 3026. 285-306 (1988)
• [Publications] Ohashi,H.,Imai,H.,Sakurai,A.and Nishihama,J.: "Lateral Fluid forces of Whirling Ceutrifugal Impellers with Various Gerometries" Proe.,3rd JapanーChina Joint Conf.on Fluid Machinery,Osaka. 2. 147-154 (1990)
• [Publications] Ohashi,H,Imai,H.and Tsuchihashi,T.: "Fluid Force and Moment on Ceutrifugal Impellers in Precession Motion." ASME/JSME Joint Conf.on Fluids Engineering,Portland,June.1991. (1991)