2007 Fiscal Year Annual Research Report
ターボ機械の異常流動現象の総合的抑制法に関する研究
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18360085
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
黒川 淳一 Yokohama National University, 工学研究院, 教授 (40017976)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 純 横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (40251756)
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| Keywords | ターボ機械 / 不安定性能 / Jグルーブ / 抑制法 / 吸込み性能 / サージマージン / 旋回失速 |
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| Research Abstract |
本年度は、遠心圧縮機のサージと旋回失速、そして遠心ポンプの不安定性能と吸込み性能を採りよげ、最高効率をほとんど低下させることなく、これらの異常流動現象を抑制する方法を実験および数値解析を用いて解明した。
先ず、最も厳しいサージが発生する遠心圧縮機を取り上げ、最高効率を落とすことなくサージマージンを拡大する方法を、数値解析及び実験により検討した。Jグルーブとして、ラジアルグルーブ及びスパイラルグルーブを平行壁ディフューザに装着した実験を行い、サージマージンがかなり伸びることを確認したが、最高効率も低下してしまった。そこで、数値シミュレーションにより、Jグルーブの深さ、幅、取り付け位置を広範囲に変化させ、Jグルーブの最適形状を探求した。その結果、Jグルーブを平行壁羽根なしディフューザ入口付近に装着すると、旋回失速を抑制することは困難であるが、ディフューザの出口付近に装着すると、旋回失速を著しく抑制することが出来るので、最高効率をほとんど低下させることなく全圧曲線を安定化させ、サージマージンを著しく拡大できる画期的な方法を見出した。
次に、遠心ポンプを用いて、機械の性能を殆んど低下させることなく不安定性能及びキャビテーション性能を向上させる方法を、実験及び数値シミュレーションにより検討した。セミオープン羽根車における実験の結果、Jグルーブを羽根車入口付近のケーシング壁に装着すれば、キャビテーション性能が著しく向上し、最高効率も多少上昇することが判明した。一方、クローズド羽根車では構造上Jグルーブを有効に作動させ得ないので、新たに羽根入口付近のシュラウド壁を取り除いたセミクローズド羽根車を提案し、Jグルーブを装着した結果、最高効率を殆んど落とすことなく不安定性能を全流量範囲で完全に抑制することに成功し、吸込み性能も多少上昇した。
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Research Products
(5 results)
