遠心羽根車の振動に対する非定常流体力応答試験

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555055
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 辻本 良信 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (50112024)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 義樹 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (80240836) ; 加納 文質 奈良工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 ; 斎藤 忍 石川島播磨重工(株), 技術研究所, 部長 ; 岩壺 卓三 神戸大学, 工学部, 教授 (00031097) ; 大橋 秀雄 工学院大学, 機械工学科, 教授 (90010678)
• Keywords: ポンプ / 振動 / 振れまわり / オープンタイプ / 非定常流体力測定

Research Abstract

コンプレッサ用遠心羽根車を模擬したオープンタイプの遠心羽根車を製作し,既存の振れまわり発生装置を改造して振れまわり流体力の計測を行なった.作動流体としては水を用いた.振れまわり発生装置の主たる改造点は次の通りである.先ず,装置フレームを新造し剛性を増加させた.羽根車比速度の上昇に対応すべく循環流路の追加を行なった.また,平均か処理にFFTを用いるために,トリガ信号回路を製作した.
流体力の計測は羽根車主軸に取り付けた4組の歪みゲージを用い回転系で行なった.すなわち,4組の歪みゲージ出力を用い,回転面内の2方向の横力成分とモーメント成分を回転座標系に対して求める.これを偏心方向と接線方向の成分に変換するために,偏心方向に対する主軸の相対的な回転角を決定する必要が生じる.これには次の方法を用いた.主軸および振れまわり軸がそれぞれ特定の方向に来たときにパルスを発生させ,これらの場留守が同時に発生したときにFFTへのデータの取り込みを始め平均化処理を行なった.
時間平均を行なった結果から次のことが判明した.
1.設計流量付近において,0〜0.5の振れまわり速度比において励振領域が見られる.
2.過大流量時には,この他に負の小さな振れまわり速度比の範囲で励振的となる.
3.小流量域では正の振れまわり速度比の全域で励振的となる.
平均量に対しては上の結果が得られたが,偏心方向,接線方向成分の時間変動を調べると平均のまわりに大きく変化しており,その変動は羽根車を空転させた場合と同様の変化を示すことが判明した.したがって,この変動は軸支持系の不調による可能性が大きく,この変動を取り除いた状態で流体力を測定する必要がある.

Research Products

• [Publications] 寺本憲博,石崎晋,吉田義樹,辻本良信,大橋秀雄: "歳差運動する遠心羽根車シュラウドに作用する流体力モーメントの研究" 日本機械学会論文集(B編). 61. 3854-3861 (1995)