軸対称外向き旋回流れの安定限界と非軸対称攪乱の成長

轴对称向外旋流的稳定极限与非轴对称扰动的增长

基本信息

批准号：
07455082
负责人：
黒川淳一
金额：
$ 4.54万
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 (B)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07455082/
关键词：
旋回流れ流体機械ディフューザ旋回失速

项目摘要

軸対称外向き旋回流れとして、遠心ファン出口の平行壁羽根無しディフューザを取り上げた。流路幅はインペラの出口幅と等しい18mmであり、入口半径は125.5mmである。インペラ回転数を一定として、流量を変化させた場合の非定常不安定流れの様子を調べた。内外径比が2.0のディフューザでは、周方向から測定した入口平均流れ角が15ﾟよりも小さくなると、ディフューザ1周中に2度の圧力変動が生じ、これがインペラ回転数より低速で旋回していることが観測された。これはセル数が2の旋回失速を起こしているためである。さらに流れ角の小さな条件では、セル数が3の旋回失速が発生することが確認された。それぞれのセルの旋回周期は流れ角を変化させても大きな変化はなかった。内外径比が4.78の出口径が大きなディフューザでは、流れ角が25ﾟよりも小さな領域でセル数2の旋回失速が発生した。この時の流れの様子を熱線流速計により非定常計測した結果、インペラ出口の両端2ヶ所から噴出した流れが、インペラ出口の噴出部から90ﾟずれた2ヶ所から吸い込まれ、インペラの周りにディフューザ内に中心を持ち交互に循環の向きの異なる4つの渦が生じており、軸対称旋回流れと重なって旋回していることが分かった。さらに流れ角が10ﾟよりも小さくなるとセル数1の旋回失速が表れ、セル数2の旋回失速と重なり、6ﾟ以下ではセル数1のみとなった。セル数1の場合はインペラ出口の1ケ所から噴出した流れがインペラ出口の反対側に吸い込まれ、インペラをはさんで両側にディフューザ外側に中心を持つ一対の逆向きの渦が生じ、軸対称流と重なっていた。両セル数共に半径速度が小さくつまり流れ角が小さくなるほどセルの旋回周期は短くなった。また、両セルは混在する領域でも周期に対する互いの影響はほとんど見られずそれぞれ独立して旋回することなどを明らかにした。

离心风扇出口处的平行壁无散扩散器作为轴对称向外旋转流。流路径宽度为18mm，等于叶轮的出口宽度，入口半径为125.5mm。使用叶轮旋转速度常数检查流速时不稳定流量的状态。在内径和外径比为2.0的扩散器中，当从圆周方向测量的平均入口流动角变小于15°时，在扩散器的一轮中，发生了两个压力波动，并且观察到这是比叶轮旋转速度慢的速度转动的。这是因为细胞的数量被旋转停滞2。即使更改流动角，每个单元的转弯周期也没有显着更改。在较大的出口直径比为4.78的扩散器中，在小于25°的流动角的区域中，旋转摊位发生在一个池中，有2个。此时的流量使用热线流量计进行了不稳定的测量，发现从叶轮出口两端两端弹出的流量从叶轮出口的弹出式距离90°的两个位置吸入，而四个涡流在与差异的循环插图内相同的旋转方向上，均与均匀的流动相反。此外，当流动角变得小于10°时，出现一个单元格数为1的转弯摊位，并且与一个小单元格2的转弯失速相吻合，当它低于6°时，只有一个带有1个单元格的转弯失速。在一个单元格数为1的情况下，从叶轮出口处的一个位置弹出的流动被吸入叶轮出口的另一侧，在叶轮的两侧形成了一对相反的涡旋，在扩散器的外部有一个中心，与轴对称流重叠。两个细胞的径向速度较小，即流动角越小，细胞的转弯周期越短。还发现，即使在混合区域，细胞也对周期几乎没有影响，并且细胞独立旋转。