| 研究課題/領域番号 |
18360085
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 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 | 横浜国立大学 |
|---|
研究代表者 |
黒川 淳一 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (40017976)
|
|---|
| 研究分担者 |
松井 純 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (40251756)
崔 永都 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助手 (90361865)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
|
| 配分額 *注記 |
15,930千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 1,530千円)
2007年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2006年度: 9,300千円 (直接経費: 9,300千円)
|
|---|
| キーワード | ターボ機械 / 異常流動現象 / Jグループ / 抑制法 / 吸込み性能 / サージ / 旋回失速 / 不安定性能 / Jグルーブ / サージマージン / 流体 / 流体工学 / エネルギー効率化 / 省エネルギー |
|---|
| 研究概要 |
ターボ形流体機械は、設計点から外れた運転をすると様々な異常流動現象が発生し、振動・騒音を誘発する。世界に発信できる技術として、ターボ機械の効率を落とすことなく、これらの異常流動現象を総合的かつ簡便に抑制することができる方法を完成させる事を目的として、実験および数値解析により研究した。
先ず、最も厳しいキャビテーション状態で運転されるインデューサを取り上げ、本研究担当者らが開発して来たJグループ技術を適用した結果、その形状を最適化することにより、低流量時のキャビテーションを抑制し吸込み比速度を従来よりも2倍程度向上させ、さらに旋回止めと併用する方法を開発し、これまで困難であった過大流量時の吸込性能を従来の1.5倍に向上させることに成功した。次に、遠心ポンプを取り上げ、セミオープン羽根車にJグルーブを適用した結果、効率を落とさずに吸込み性能を飛躍的に向上させることに成功した。クローズド羽根車では構造上Jグルーブを適用困難なので、羽根入ロシュラウド壁を除去したセミクローズド羽根車を新たに提案してJグルーブを適用した結果、最高効率を落とすことなく不安定性能を完全に抑制し、さらにグルーブ形状を最適化することにより、過大流量を含む全流量域で吸込み性能の向上に成功した。
研究の第2ステップとして、最も厳しいサージが発生する遠心圧縮機を採り上げ、Jグルーブ技術を適用した結果、サージ抑制に大変効果的であることを実験的に確認した。数値解析による検討から、サージ抑制には旋回失速の初生を遅らせ全圧-流量曲線の右上がり不安定をなくすことが重要であること、そしてJグループをディフューザ入口付近に装着するとその効果は低いが、ディフューザ出口付近に装着すると、旋回失速の初生を抑制して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であることを見出した。
|
