2010 Fiscal Year Annual Research Report
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21560190
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
辻田 星歩 法政大学, 理工学部, 教授 (50267324)
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| Keywords | 流体機械 / 軸流タービン / マイクロガスタービン / 高負荷タービン |
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| Research Abstract |
軸流型のタービン翼の高負荷化は、翼枚数およびタービン径の縮小を可能にする。本研究においては、ガスタービンの小型化および軽量化を可能にする転向角160。を有する超高負荷軸流タービンを、超小型ガスタービンへ適用することを主な目的としている。本年度は前年度に製作した最終寸法の20倍のモデルの試験装置を用いて性能試験を実施した。性能試験では、回転数を制御するためにタービン動翼の回転方向に対して逆トルクを与えるサーボモータをタービ動翼軸に連結した。スクリューコンプレッサーからタービンへ供給される空気流量を調節することによって、タービンの回転数を初期設定回転数に設定し、そのときのサーボモータのトルクを0%に調整した状態から実験を開始した。トルクの測定は、回転数が安定したところから定格トルクの0.1%にあたる負荷を徐々に加えていき、その際の帰還トルクと回転数を測定した。圧力測定に関してはタービン段の静翼の上流および動翼の下流で全圧および壁面静圧を測定した。測定されたトルク、回転数、流量および全圧値からタービン動力およびタービン段効率を算出し、これらの関係を調べることにより、タービン動翼への平均相対流入角が、設計流入角付近になったときにタービン動力および段効率は最大値をとることを確認した。また、超高負荷軸流タービン段のトルクは従来型のものに比べて約2倍のトルクを取り出せるが、段効率に関しては従来型のものより低下することが判明した。したがって、二次流れを抑制し効率の低下を防ぐために、翼形状の3次元化および翼端間隙サイズの調整が必要であることが分かった。さらにCFDにより超高負荷タービン翼列への流入角が二次流れの形成および損失生成に与える影響について解明した。
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