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遠心ディフューザ内旋回失速に対する能動制御効果とその流れ構造上からの解明

研究課題

研究課題/領域番号 10650186
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関千葉工業大学

研究代表者

有賀 一郎  千葉工業大学, 工学部, 教授 (40051172)

研究分担者 小山 正晴  千葉工業大学, 工学部, 助教授 (80083947)
佐野 正利  千葉工業大学, 工学部, 教授 (20117708)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1999年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1998年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード遠心圧縮機 / 遠心羽根なディフューザ / 旋回失速 / スクロール / Prestall / Particle Image Velocimetry / 遠心羽根なしディフューザ / 羽根無しディフューザ / プレストール
研究概要

旋回失速抑制のための能動制御を行う場合、旋回失速の発生条件、場所およびその構造が特定できれば、発生場所は処置を施すことでその発生を遅らせることができる。現在までに得られている旋回失速に関する知見は、低流量においてある周波数の振動が開始する、失速セルが条件によって1〜3個存在する等が明らかにされているが、セル構造や旋回失速に至るメカニズムについて詳しい知見は得られていない。
実験はディフューザ下流条件を変えて行った。ディフューザ下流条件は、スクロールが有る(周方向非一様)場合と、スクロールが無い(周方向一様)場合である。
スクロール有りの場合、舌部付近の流れが旋回失速開始の引き金になるのではとの予測から舌部付近の壁面静圧測定(半導体圧力変換器)を行ったが、旋回失速開始につながると思われるはっきりとした知見は得られなかった。
スクロール無しの場合については、旋回失速の発生原因、構造および発達過程等について壁面静圧測定、流速測定(熱線流速計)及びPIV(Parcicle Image Velocimetry)を使って調べた。その結果、旋回失速の原因と考えられているディフューザ出口から発達する逆流をPIVにより捉えることができた。PIVにより逆流が観察された流量は、圧力、流速信号の周波数解析及びそれぞれの信号の標準偏差の変化から得られた。旋回失速が始まると思われる流量とほぼ一致した。取り込んだ映像を解析した結果、ある周期を持って逆流が現れていることがわかったが、圧力信号の周波数解析の結果得られた旋回失速であろうと推測される周波数約5Hzを確かめる、また、セル数を確定するまでに至っていない。
旋回失速は低流量域でディフューザ出口における逆流がその発生原因であるということを、可視化という手法で明らかにすることが出来たが、しかし旋回失速が発達していくメカニズムを明らかにできなかった。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (3件)

  • [文献書誌] N. Hayashi, M. Koyama, I Ariga: "Study of Flow Pattern in Vaneless Diffuser of Centrifugal Compressor using PIV"10th International Symposium on Application of Laser Techniques to Fluid Mechanics. Lisbon, Portugal, July 10-13, 2000.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Hayashi, M.Koyama, I.Ariga: "Study of Flow Pattern in Vaneless Diffuser of Centrifugal Compressor using PIV"10ィイD1thィエD1 International Symposium on Application of Laser Thechniques to FLUID Mechanics, Lisbon, Portugal. (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Hayashi,M.Koyama,I.Ariga: "Study of Flow Pattern in Vaneless Diffuser of Centrifugal Compressor using PIV"10^<th> International Symposium on Application of Laser Techniques to Fluid Mechanics Lisbon,Portugal July 10-13,2000.

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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