非軸対称流れの安定性とはく離限界

非轴对称流动的稳定性和分离极限

基本信息

批准号：
03650141
负责人：
黒川淳一
金额：
$ 1.22万
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：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

タ-ボ機械に通常みられる旋回外向き流れは,旋回失速や局所はく離を発生して時間的・空間的に非軸対称な流れに移行し易く,機械の振動や騒音の原因となる。本研究は,流れ角度を広範囲に変化させた場合の平行壁ディフュ-ザ間の旋回外向き流れの安定性とはく離限界について実験的に検討したものである。その結果,旋回角度が小の範囲では旋回失速を発生して時間的な非軸対称流れに移行するが,旋回失速自体は従来いわれている様な非線形性の強い不安定現象ではなく,再現性の極めて良好な脈動現象であることを明らかにした。又その脈動波形は,流れ角の増加とともにセル数1の波形の振幅及び周期が徐々に増加し,振幅が最大になったところでランダム波が同期波形として明瞭になり,セル数2の旋回失速に移行する。さらに流れ角を増大させると,セル数2の波形の成長とともに,もともとあった旋回失速は急激に減衰して周期が著しく増大していく。その結果脈動振幅も急激に消失して,従来用いられている妹尾の式から求まる流れ角になると,旋回失速波形は実用上問題とならなくなることが判明した。この旋回失速が発生する範囲は,おもに羽根車出口幅と流路幅の比によって決まり,その他のパラメ-タの影響は大変小さい。しかし脈動振幅の大きさは,羽根車周速度の約4乗に比例して急激に増大する。一方,流れ角が大きくなると,旋回失速が収まり,代って羽根車回転数を基本成分とする脈動が大きくなり,流れ角の増大とともに脈動振幅も増大することが明らかとなった。以上の様に,本研究成果は,従来の旋回失速に対する考え方を改める必要があることを示唆しており,数多くの新しい知見が得られた。

通常在电机机器中看到的向外流动会导致旋转失速和局部分层，并且很可能在时间和空间上过渡到非轴对称流，从而导致机器中的振动和噪声。这项研究通过实验研究了当平行壁扩散器之间的稳定性和偏离限制在较大范围内变化时平行壁扩散器之间的向外流动。结果表明，当旋转角度较小时，发生转弯失速，流动转变向非轴对称的时间流，但是转弯失速本身并不是前面提到的高度非线性的不稳定现象，但是是一种脉动现象，具有极佳的可重复性。此外，脉动波形随着流动角的增加而逐渐增加，当振幅达到其最大值时，随着同步波形的转变，随机波变得清晰，并过渡到具有2个单元格数的转弯失速。随着流动角的进一步增加，随着流量的进一步增加，随着2个细胞的2个细胞数量，原始的转动停滞不前的次数突然增加了，并且突然增加了。结果，脉动振幅也迅速消失，当流动角是由Seinoko的常规方法确定的时，发现转弯失速波形将不再是实际问题。此转弯失速发生的范围主要取决于叶轮出口宽度和流动路径宽度的比率，而其他参数的影响很小。然而，脉动振幅的大小与叶轮圆速度的大约第四功率成比例迅速增加。另一方面，已经揭示了当流动角增加时，转弯摊位将消退，而是基于叶轮旋转速度，增加的脉动，并且脉动振幅随着流动角的增加而增加。如上所述，这项研究的结果表明，关于转动停滞的常规思维是必要的，并且已经获得了许多新发现。