非定常内部流れに基づく流体加振力の評価と振動特性に関する総合的研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08305005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Section: 総合
• 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): 古川 明徳 九州大学, 工学部, 教授 (30112410) ; 黒川 淳一 横浜国立大学, 工学部, 教授 (40017976) ; 塚本 寛 九州工業大学, 工学部, 教授 (50117305) ; 田中 正人 東京大学, 工学部, 教授 (10011131) ; 菊山 功嗣 名古屋大学, 工学部, 教授 (90023192)
• Keywords: 非定常流体力 / キャビテーション / 旋回失速 / 加振力 / ターボポンプ / 振れ回り

Research Abstract

【大阪大学班】本年度購入したインデューサを用いて旋回キャビテーションの実験を行い発生条件等を明らかにした.また,数値解析により得られた旋回キャビテーションの振動特性を実験結果と比較・検討することにより本計算方法の妥当性を示した.一方,コンプレッサ用遠心羽根車のふれ回り運動に関する実験から,ふれ回り角速度比が正の0付近でふれ回りに対して励振的な非定常流体力が生じることがわかった.
【東京大学班】回転体のシステム減衰を増加させ加振応答振幅の抑制あるいは自励振動安定性を向上させる目的で設置されるスクイズフイルムダンパ軸受を試作し,同軸受けの動特性を計測した.さらに理論解析を行って動特性の理論予測式の確立を試みた.
【名古屋大学班】ターボポンプの入口旋回流による羽根車の変動流体加振力特性を解明するために、比速度268の遠心ポンプに正、逆両方向の旋回成分をもつ流れを流入させ、羽根車内での流れの挙動を観察し非定常加振力に関して研究を行った.
【横浜国立大学班】送風機の小流量運転域で発生する旋回失速によって引き起こされる非定常加振力について、変動流れ場と圧力場の計測から実験的解明を試みた.
【九州工業大学班】ディフューザポンプ羽根車に作用する非定常流体力の計測により、回転する遠心羽根車と静止案内羽根との干渉の影響を実験的に検討した.
【九州大学班】ターボ型遠心ポンプの気体混入に伴う不安定特性を調べ,羽根車内への気体の局所流入・周方向均一流入にかかわらず,気液混合比が20パーセントを越える低液流領域において現れること,その振動の原因がポンプ吐出し管径,すなわち吐出し管内での液相流速に依存した配管系での気液二相流動様相にあることが,知られた.また気液混相時の羽根車振れ回り流体力を圧力計測から調査したが,極めて小さいことがわかった.

Research Products

• [Publications] Y.Tsujimoto: "On Rotating Cavitation" 1997年流体機械研究開発協議会講演会. 13-22 (1997)
• [Publications] 石井伸弘,横山大造,吉田義樹,辻本良信,大橋秀雄,加納文質: "ふれまわり運動するオープン型遠心羽根車に作用する流体力" 日本機械学会関西支部講演会にて発表予定. (1997)
• [Publications] 菊山功嗣 他2名: "遠心羽根車内の流れに及ぼす入口旋回流の影響" 日本機械学会講演論文集. 96-9. 95-96 (1996)
• [Publications] 菊山功嗣 他3名: "遠心ポンプ羽根車の出口付近流れに関する実験的研究" 日本機械学会講演論文集. 973-1. 195-196 (1997)
• [Publications] 松井純,黒川淳一,北洞貴也,目黒紀彦: "旋回失速発生時の羽根なしディフューザ内流れ" 日本機械学会第74期全国大会講演論文集. 96-15.3. 55-56 (1996)
• [Publications] 手島貴典,塚本寛,秦偉,宇野美津夫,岡村共由: "遠心ポンプ羽根車とガイドベーンの相互干渉に基づく圧力脈動(流量の影響)" ターボ機械. 24. 423-430 (1996)