ポンプインデュ-サにおける脈動キャビテ-ション発生機構とその低減策に関する研究

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ハブ比0.46,羽根数2の平板インデュ-サに関し,1.小弦節比の羽根車による二段タンデム翼とし各段相互の軸方向および周方向相対位置をそれぞれ独立に変化させた場合の,また2.通常の単段インデュ-サ(先端羽根角11.3ﾟ,弦節化2)の(1)翼入口前縁部に円筒状の吸込みリングを配した場合および(2)翼前縁より先端側を切除し後退角を与えた場合の低周波脈動キャビテ-ション流動現象低減解果について調査し,以下の成果を得た.1.について:前・後段翼が密着した配列を基準とし相対位置を変え検討した結果,小さな段間軸方向距離(羽根外径に対する無次元値)0.08〜0.16,また後段翼が前段負圧側周方向の翼ピッチ比ほぼ0.22に位置するような共に前段翼負荷を大きく低減した配列時に良好な脈動低減解果が得られた.したがってタンデム翼は各段の翼負荷の配分並びに翼キャビティと流入流れの干渉を考慮した適正な配列を自由に採りうる点で有用な低減策と言える.2.の(1)について:先端半径比0.859に翼長の25,50%を覆うリングを取り付けた場合,一部翼間での逆流は軽減されるが翼付傍では逆に促進されるため所期の入口逆流抑制効果は得られず,そのため発生脈動も通常の羽根車とは有意な差異を示さない.2.の(2)について:先端翼長の17,25%を切除した通常の後退角範囲の場合,入口喉部に続く十分な翼間流路長さを持つための揚程の低下は生ぜず,先端での逆流は軽減され,低周波脈動の発生も僅かに遅延されるものの,脈動時の圧力変動量自体は低減されない.これに対し50,75%を切除し過度な後退角を与えた場合,後退角なしの場合に比べ脈動発生に及ぼす翼スパン方向のキャビティの影響は無視できないものの基本的には弦節比1以下のインデュ-サと類似の傾向を示し脈動時の変動量は低減される.しかしながら後退角の増加に伴い発生揚程また吸込み性能は大きく低下するため,単段の羽根車としての使用は実際的ではない.