軸対称流れの不安定性とヒステリシス

轴对称流动的不稳定性和滞后

基本信息

批准号：
06650197
负责人：
黒川淳一
金额：
$ 1.28万
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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

外向き旋回流れは正の圧力勾配に抗して流れる減速流であるため、本質的に不安定性が強い。本研究は軸対称な羽根無し平行壁ディフューザを対称として、外向き旋回流の不安定性と非線形性を解明することを目的としている。先ず、実験により流れが不安定となる流動条件と、その流れの状態を明らかにした。作動流体は空気とし、用いられた装置は中心に旋回流を作るための回転羽根車が付いた内外径比が4.8の平均壁ディフューザである。その上流には流量を調節する送風機が設けられ、流れ角αを0〜90°の範囲で調節できる。周方向に3点位置を変えて設けた壁面静圧測定孔の変動圧力を半導体圧力変換器により測定し、デジタルオシロレコーダーにより記録した。また、熱線流速計で内部流れを非定常測定した。その結果、αが7〜22°の範囲ではディフューザ外周付近に中心を持つ異なる向きの2組の渦が主流に重なり比較的高速に回転するセル数2の旋回失速を起こすことが分かった。また、3〜10°の範囲では伝播回転速度の遅く、羽根車の1箇所から半径方向に噴出し、ディフューザを貫流するセル数1の流れが主流に重なっていることが分かった。7〜10°ではセル1とセル2の状態が共存しているが、それぞれの変動に着目して周期毎に平均した結果を見ると互いに影響をほとんど受けていないことも明らかになった。また、ディフューザ幅が羽根車出口幅よりも広い場合、旋回角度の増減に伴い、旋回失速の発生、消滅が遅れ、ヒステリシスが生じることなどが分かった。以上の結果から外向き旋回流で旋回失速が生じた場合の流れの挙動を非定常的に詳細に明らかにすることができる。

向外的旋流流量是较慢的流动，其流向正压梯度，并且本质上是不稳定的。这项研究旨在使用轴对称的无叶平行壁扩散器作为对称的轴对称叶片平行壁扩散器来阐明向外旋流流的不稳定性和非线性。首先，实验揭示了流动变得不稳定和流动条件的流动条件。工作流体是空气，所使用的设备是平均壁扩散器，内径和外径比为4.8，旋转叶轮用于创建旋转流动。将鼓风机安装在流速的上游，流动角α可以在0到90°的范围内调节。通过半导体压力转换器测量并使用数字示波器记录仪记录，在圆周方向以三个不同位置提供的壁静压测量孔的不同压力测量孔。此外，通过使用热线流量计，内部流不稳定。结果，发现在α的范围内，两组不同方向的涡流，在扩散器的外围外围附近中心与主流重叠，从而导致旋转失速，而两个细胞的速度相对较高。还发现，传播旋转速度在3至10°的范围内慢，并且流过扩散器的1个细胞数的流量被叠加在主流上。尽管细胞1和2的状态在7-10°处共存，但当关注每个循环的变化时，也很明显结果几乎彼此不影响。还发现，当扩散器宽度比叶轮出口宽度宽时，转弯失速的发生，延迟消失，并且由于转弯角的增加或减小而发生磁滞。从以上结果来看，由于向外旋转流动而发生旋转失速时流动的行为可以以非平稳的方式详细说明。