Development of Supersonic Plug Nozzle System for High Efficiency of Industrial Machinery including Sootblowers

开发超音速塞喷嘴系统,以提高吹灰器等工业机械的效率

基本信息

  • 批准号:
    12555048
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.55万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The purpose of the present investigation is to develop a supersonic plug nozzle system for high efficiency of industrial machinery including sootblowers, gas atomization, jet burner and high velocity oxygen fuel coatings. It has been clarified that the choking phenomena due to the confluence of the some streams in a single duct, i.e., compound flow choking phenomena are of importance to develop the supersonic plug nozzle system. Therefore, we have carried out a study on compound choking as well as on a plug nozzle. The conclusions obtained in the present study are summarized as the following.(1)The characteristics of the overexpanded , correctly-expanded, and underexpanded flows from a plug nozzle have been qualitatively clarified by TVD numerical computations.(2)Flowfield around a circular cylinder placed in correctly-expanded supersonic jets has been studied. As the results, the pressure coefficient on the cylinder is found smaller than that obtained by potential flow theory around a cylinder, especially, when the cylinder is located in the potential core region of the jets. The velocity distribution on the cylinder strongly depends on the flow Mach number just downstream of the shock wave generated in front of the cylinder. (3)The critical pressure ratio across a convergent duct when the compound choking occurs at the duct exit were calculated by a simple flow model where the mixing of the two streams was taken into consideration. The calculated results agree well with the experimental data. (4)The form of the shock waves observed downstream of the duct exit when compound choking occurs is almost symmetric with respect to the duct centerline. TVD computation shows the same results with the experiments. (5)One can qualitatively explain compound choking phenomena by a one-dimensional theory of compound sound waves.
本研究的目的是开发一个超音速塞喷嘴系统,以高效的工业机械效率,包括烟灰,天然气雾化,喷气燃烧器和高速速度氧气燃料涂料。已经澄清的是,由于单个管道中某些流的汇合而引起的窒息现象,即复合流动窒息现象对于开发超音速插头喷嘴系统至关重要。因此,我们已经对复合窒息以及塞子喷嘴进行了一项研究。在本研究中获得的结论总结为以下内容。(1)TVD数值计算定性地阐明了来自插头喷嘴的过度扩张,正确扩展和不偏移的流量的特征。结果,发现气缸上的压力系数小于圆柱围绕圆柱体所获得的压力系数,尤其是当气缸位于喷气机的潜在核心区域时。气缸上的速度分布在很大程度上取决于圆柱体前面产生的冲击波下游的流马赫数。 (3)当复合窒息发生在管道出口处时,会收敛管的临界压力比通过简单的流模型计算,其中考虑了两个流的混合。计算的结果与实验数据很好。 (4)当复合窒息发生时,在导管出口下游观察到的冲击波的形式几乎相对于管道中心线是对称的。 TVD计算显示了实验相同的结果。 (5)可以通过一维复合声波理论定性地解释复合窒息现象。

项目成果

期刊论文数量(76)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
H. Katanoda, Y. Miyazato, Y. Norimatsu, M. Shiratani, M. Masuda, and K. Matsuo: "Flow around a Circular Cylinder in Correctly-Expanded Supersonic Free Jets (Model Experiment of Sootblower Jets)"Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Se
H. Katanoda、Y. Miyazato、Y. Norimatsu、M. Shiratani、M. Masuda 和 K. Matsuo:“正确膨胀的超音速自由射流中围绕圆柱体的流动(吹灰器射流模型实验)”Transactions of the Japan
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
片野田 洋: "超音速プラグノズル流れの解析"九州大学総合理工学報告. 23・1. 31-34 (2001)
片田浩:“超音速塞式喷嘴流的分析”九州大学理工学报告23・1(2001)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H. Katanoda, Y. Miyazato, and K. Matsuo: "Numerical Analysis of Supersonic Plug Nozzle Flows"Engineering Sciences Reports, Kyushu University. Vol.23, No.1. 31-34 (2001)
H. Katanoda、Y. Miyazato 和 K. Matsuo:“超音速塞状喷嘴流动的数值分析”工程科学报告,九州大学。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
片野田洋 他: "二つの亜音速流れの複合閉塞に関する一次元解析"九州大学総合理工学報告. 22・1. 29-34 (2000)
Hiroshi Katanoda等:“两个亚音速流的复合闭塞的一维分析”九州大学理工学报告22・1(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
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    0
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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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    FUKUDA Hikaru;MAEDA Hiroaki;ONO Daisuke;NAKAO Shinichiro;MIYAZATO Yoshiaki;and ISHINO Yojiro.
  • 通讯作者:
    and ISHINO Yojiro.
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    FUKUDA Hikaru;NAKAO Shinichiro;MIYAZATO Yoshiaki;and ISHINO Yojiro
  • 通讯作者:
    and ISHINO Yojiro
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  • 发表时间:
    2016
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    FUKUDA Hikaru;MAEDA Hiroaki;ONO Daisuke;NAKAO Shinichiro;MIYAZATO Yoshiaki;and ISHINO Yojiro.;Masahiro Muraoka, Yuki Kumagai, Yuta Yatagawa
  • 通讯作者:
    Masahiro Muraoka, Yuki Kumagai, Yuta Yatagawa
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    2016
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    0
  • 作者:
    FUKUDA Hikaru;NAKAO Shinichiro;MIYAZATO Yoshiaki;and ISHINO Yojiro;脇本辰郎(大阪市大),橋口佳実,加藤 健司
  • 通讯作者:
    脇本辰郎(大阪市大),橋口佳実,加藤 健司

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    $ 7.55万
  • 项目类别:
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