スワールブレ-カによる旋回失速のアクティブコントロール

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555054
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 黒川 淳一 横浜国立大学, 工学部, 教授 (40017976)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 和義 (株)茂原総合研究所, 副所長 ; 北洞 貴也 横浜国立大学, 工学部, 助手 (30204910) ; 松井 純 横浜国立大学, 工学部, 講師 (40251756)
• Keywords: スワールブレ-カ / ディフューザ / 旋回失速 / 流体機械

Research Abstract

初めに内外径比の異なる2種類の平行壁羽根無しディフューザについて、流量を変えることにより入口流れ角を変化させ、旋回失速の発生とその状況を明らかにした。内外径比が2.0のディフューザでは、平均流れ角が15°よりも小さい範囲で旋回失速を起こし、その中でも角度の大きな領域ではセル数が2、角度の小さな範囲ではセル数が3の旋回失速が確認された。内外径比が4.78の出口径が大きなディフューザでは、流れ角が25°よりも小さな領域で旋回失速が発生した。その中でも角度の大きな領域では、セル数の2の旋回失速が表れ、小さな領域ではセル数1が表れた。また、その中間の角度の領域では、両者が混在する遷移領域が存在した。
この2種類のディフューザにスワールブレ-カを取り付け、旋回失速かどうか変化するかを調べた。スワールブレ-カはディフューザ内壁面に幅10mm、深さ3mmの溝を放射状に設けたもので、溝の本数と長さを変えた数種類について調べた、。内外径比が2.0のディフューザに、入口から出口かで上下両壁面に16本ずつ調べた場合には入口流れ角の大きな領域で見られたセル数2の旋回失速がほぼ完全に抑制された。セル数3の旋回失速についても、その静圧波形の変動の減少から旋回失速が抑制されていることが分かった。
次に内外径比が4.78のディフューザにスワールブレ-カを設けた。スワールブレ-カの溝本数を増やすにつれ、旋回失速に伴う圧力脈動は直線的に低下し、上下に22本以上設けることにより、脈動が無くなり、旋回失速が完全に抑制されることが予測できた。また、スワールブレ-カを取り付けることにより、ディフューザ内の流れ角が増加した。さらに、この際のディフューザの損失はディフューザを通過する距離が短くなるため減少することなどを明らかにした。