部分流量における軸流ポンプ羽根車入口の非定常流れ特性と逆流発生機構に関する研究

部分流量下轴流泵叶轮入口非定常流动特性及回流产生机理研究

基本信息

批准号：
05650159
负责人：
亀本喬司
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

軸流ポンプの部分流量における羽根車翼端前縁付近の非定常な流れ特性に対する上流側吸込管流れの流動応答について、非定常圧力分布測定および可視化画像処理流速計測というこれまでに開発を進めてきた最新の計測技術をアクリル樹脂性ケーシングの供試軸流ポンプ(口径100mm、回転数500〜2,000rpm)の試験装置に適用した実験によって詳細に調べ、逆流発生のメカニズムに関する次のような知見を得た。1.本ポンプ特性を計測し、逆流発生付近の流量における吸込管および羽根車入口付近の流れを染料注入法およびタフト法によって可視化観測し、流量の減少に伴って羽根車翼チップ前縁付近に局所的逆流が発生し、更に僅かな流量の減少によって大規模逆流の発生に至ることが明らかとなった。2.大規模逆流域の流況は単なる軸対称的環状流れではなく、羽根枚数あるいは羽根枚数以下の数で羽根車と共に回転する縦渦構造が逆流域とその内側の主流(吸い込み流れ)との境界領域を形成している。3.羽根車入口から吸込管の上流約20D(Dは管内径)までの管壁面非定常圧力分布を今回購入のパーソナルコンピュータで制御される複数の圧力変換器を用いて、逆流発生前後の流量につき綿密に計測した結果、羽根車入り口付近の吸い込み管壁面上で、翼前縁上流において1ピッチ間の最大圧力から最低圧力までの急激な圧力変化領域が存在し、流量の減少に伴い圧力の急変の程度やその影響領域は増大するものの、局所逆流および大規模逆流の発生に対してこの増大傾向が急激でしかも不連続な変化はしないことが明らかとなった。4.すでに開発したトウインクルレーザシート法によって吸込管内および羽根車入口付近の大規模逆流を伴う吸い込み管の管軸を含む断面内の時間平均流速分布を明らかにした。

The flow response of the upstream suction pipe flow to the non-steady flow characteristics near the leading edge of the impeller blade tip at the partial flow rate of the axial flow pump was investigated in detail by experiments in which the latest measurement technology that has been developed, such as measuring the unsteady pressure distribution and measuring the visualized image processing flow velocity, was applied to a test device for a sample axial flow pump (100 mm diameter, 500-2,000 rpm）丙烯酸树脂壳，并获得了有关回流的机理的以下发现。 1。测量泵的特性，并使用染料注入方法和簇簇法可视化逆流的吸力管和叶轮入口的流量。据揭示，局部反流发生在叶轮叶片尖端的前缘附近，随着流速降低，流速较小的降低导致大规模反流的发生。 2。大规模回流区域中的流动状况不仅是轴对称环形流动，而且是垂直涡流结构，其与叶轮旋转的垂直涡流结构具有许多叶片或小于叶片的数量，而不是叶片的数量形成后流区域与内部主流区域之间的边界区域（吸吮流）。 3。使用这次购买的多个压力转换器控制的个人计算机控制，我们仔细测量了从叶轮入口到吸入管上游约20D的管墙上的不稳定压力分布（D是管道内径的内部直径），以确保流量前后的流量，并且在回流的发生后，突然的压力是在压力上发生的最大压力，并在压力上发生了极大的压力。叶轮入口附近的吸管壁。尽管随着流量的降低，压力的突然变化程度和影响区域的增加程度，但这种增加的趋势是急剧的，并且在局部和大规模回流发生时不断变化。 4。先前开发的毛毛激光板法揭示了吸气管和横截面中的时间平均流速分布，包括吸入管的管轴，并在叶轮入口附近带有大规模的回流。