1987 Fiscal Year Annual Research Report
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62460100
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
赤川 浩爾 神戸大学, 工学部, 教授 (30031032)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 淳一 神戸大学, 大学院自然科学研究科, 助手 (20168941)
竹中 信幸 神戸大学, 工学部, 助手 (50171658)
藤井 照重 神戸大学, 工学部, 助教授 (70031143)
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| Keywords | 地熱発電 / 気液二相流 / 二相流ノズル / 臨界流 / トータルフロータービン / 二相流膨張機 / 熱力学的非平衝 / 省エネルギー |
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| Research Abstract |
地熱発電, 評熱利用などの熱回収においてトータルフロービン(二相流膨張機)の利用がシステム効率向上に有効であり, このタービンに用いる高性能ノズルの開発, 特性の解明を目的として本年度は以下のことを行った.
1.高性能ノズルの設計・試作・実験:予備実験として均質化機構を設置しない通常の先細末広ノズルを製作し, サブクール熱水をノズルへ流入及び減圧沸騰させ, ノズル性能の指標の1つである推力係数, 流路に沿う圧力分布, 温度分布を測定した. この実験から, ノズル流路ののど部において熱力学的非平衝状態となっていること, 熱力学的非平衝の程度を圧力アンダーシュートというパラメーターで定量的に表現すると, 圧力アンダーシュートが大きい程, ノズルの推力係数が低下することが明らかになった. そこで圧力アンダーシュートを低減し, 流動の均質化の促進を試みる機構を伴った3つのノズルを提案した. (1)ノズルの先細部でのど部の上流に白金線を設置し電気分解により沸騰の気泡核を作るノズル(2)同様の場所に細線を設置し細線の存在によりフラッシング, 乱れを誘起し圧力アンダーシュートを低減するノズル(3)減圧速度を低減すると圧力アンダーシュートが減小するという関係を利用し先細角の小さいノズル, を作成した. 実験の結果, (1)(2)(3)のいずれのノズルも同程度の圧力アンダーシュートの減小の効果が認められ, ノズル性能を向上できた. また, 特定の入口条件の場合についてこの均質化機構のついたノズルののど部面積と最適な出口面積の関係が実験から得られた. 即ち, 特定場合のノズルの設計指針が得られた.
2.微細機構:上記の均質化機構によるスリップの低減等の研究あるいは実用的観点からも, 流動の微細機構の測定, 解明が必要とされる. 本年度はこの第1段階として, 本研究費で購入したレーザー流速計を用い単相流の測定を行った.
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