極限運転下のターボ機械における不安定流動現象とその予知・制御に関する総合研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10555061
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 古川 明徳 九州大学, 工学部, 教授 (30112410)
• 研究分担者: 辻本 良信 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (50112024) ; 田中 正人 東京大学, 工学系研究科, 教授 (10011131) ; 黒川 淳一 横浜国立大学, 工学部, 教授 (40017976) ; 菊山 功嗣 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90023192) ; 清水 幸丸 三重大学, 工学部, 教授 (20023202)
• キーワード: 圧力脈動 / キャビテーション / 軸振動 / 失速 / 渦 / ターボ形ポンプ / 水車 / 風車

研究概要

[九州大学班] ポンプインデューサの翼角を数種類変えた実験からキャビテーションサージ発生領域を明らかにし,インデューサ入口・出口の周期的変動流れを回転全圧管を用いて計測し,領域の違いについて考察を加えた.
[横浜国立大学班] 超高圧に用いられる極低比速度ポンプの不安定性能を実験的に検討した。出口角の異なる8種類の羽根車は、すべて締切り付近で右上がり不安定性能を生じ、その原因が羽根間流れの強い3次元性と出口流れの大きな速度歪および羽根入口逆流によるものであることが判明した。
[大阪大学班] 旋回キャビテーションの抑制を図るために翼交互に不等翼弦長化したインデューサに発生するキャビテーションについて理論解析し,交互翼キャビテーションと旋回キャビテーションの発生領域を明らかにした.これと同時に実験もなされた.
[名古屋大学班] 低落差小水力タービンのドラフトチューブ内に生じる渦崩壊と流れの非定常特性について入口旋回形状と旋回強さを変えた数種の実験から調査し,その発生機構について考察した.
[東京大学班] 翼車回転軸の強制振動の応答振幅増大や不安定な自励振動の発生に対する抑制法について回転軸を支えるすべり軸受やシールの面から考察・検討を加えた.
[三重大学班] 風車回転軸上にワイヤレスビデオカメラを搭載し,回転中の翼面上の流れをタフトの挙動から明らかにした.また翼面上の圧力分布を測定し,圧力分布から観察される失速は,タフトの観察結果と一致した.
[九州工業大学班] 遠心ポンプにおける羽根車とディフューザ翼と相対運動に基づく圧力脈動を実験と理論の両面から調査し,その発生機構について考察した.

研究成果

• [文献書誌] 堀口祐憲,Fabien WHAL・渡邊聡,辻本良信: "不等翼弦長インデューサに生じるキャビテーションの理論解析(第1報:翼の不等化の影響)" 日本機械学会論文集B掲載予定. (印刷中). (1999)
• [文献書誌] 堀口祐憲,Fabien WHAL・渡邊聡,辻本良信: "不等翼弦長インデューサに生じるキャビテーションの理論解析(第2報:翼前縁切除量の影響)" 日本機械学会論文集B掲載予定. (印刷中). (1999)
• [文献書誌] Horiguchi,H.,Watanabe,S.,Tsujimoto,Y.,Aoki,M.,: "A Theoredical Analyses of Airernote Blode Comitation in Inducers." ASME 1998 Flulds Engineening Division Summer Meeting,FEDSM 98-5057. 1-96 (1998)
• [文献書誌] Shi,F.,Tsukamoto,H.,Qin,W.: "Unsteady computations of Pressure Fluctuaion Downstream of a Diffuser Pump Impeller" Proceeding of the 1998 ASME Ruid Enqineening Division Summer Meeting. FED-Vol.245. 1-96 (1998)
• [文献書誌] Tsukamoto,H.,Uno,M.,Asakura,S.,Yoshida,J.,Wang,X.: "Pressure Distribution and How Visuatization of Solid-Liquid Two Plase How in a Sherry Pump Impeller" Proceediaqs of the3rd Int.Conf.on Pumps and Fans. 263-273 (1998)
• [文献書誌] Tsukamoto,H.,Uno,M.,Shi,F,Gunge,N.,Inode,N.: "Numencal Study of Unsteady Hydraolic Forces on Diffuser Duup Impaller" Proceedings of Fourth KSME-JSME Fluids Euqueering Conf.33-36 (1998)