物体の表面被膜処理によるキャビテーションの抑制と流動抵抗低減に関する基礎研究

物体表面涂层处理抑制空化、降低流阻的基础研究

• 批准号: 11875047
• 负责人: 古川 明徳
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11875047/
• 关键词: 流体機械; 表面被膜処理; 流体抵抗軽減; キャビテーション初生; ダリウス水車; インデューサ; 流体抵抗; キャビテーション

近年,液体を扱う流体機械において流動抵抗低減による効率向上とキャビテーションによる性能低下は解決すべき問題の一つとなっている.本研究は,近年,著しく発達してきた表面被膜材料の高質化と高度処理技術化を流体機械要素(とくに翼面)に応用して性能改善の可能性を探るとともに,利用上の問題点を明らかにすることを目的とし,まず,(1)流体機器実機を利用した,表面被膜処理が機器の全体性能に及ぼすマクロ的な影響調査を行って,その効果を確認したのち,(2)翼面被膜処理が物体周りの流れ構造に及ぼすミクロ的な影響調査を行うこととして研究を進めてきた,項目(1)について,対象機器の一つに低レイノルズ数での運転が余儀なくされる低落差用ダリウス形水車を上げ,その翼に市販の超撥水性・親水性被膜を施し,その性能比較を行った.その結果,被膜処理に伴う翼厚みの変化が性能に大きな影響を与え,被膜自体による流動抵抗低減とキャビテーション抑制の明確な効果は見出せなかった.さらに,常にキャビテーション伴った運転となるポンプインデューサを対象機器に上げ,光触媒法による超親水性被膜を施して調査した.その結果は,被膜処理前の性能と大差ないことが知られた.この原因を被膜の耐久性の面から調査したところ,回転数5000rpmという高速回転下での運転のため親水性機能が短時間で喪失することが知られ,被膜の効果が静止管内流において確認されているものの,回転する翼車への応用は未だ難しいことが明確となった.今後は,翼面での被膜処理と作動流体の物性処理の両技術の複合的活用について性能改善の可能性と処理の耐久性など利用上の問題点を明らかにしていく予定である.

In recent years, the flow resistance of liquid and fluid machinery has been reduced, and the efficiency has been improved and the performance has been low. The next step is to solve this problem. This research has been carried out in recent years, and the progress of surface coating materials has been greatly improved. Qualitative and highly processed technical elements of fluid machinery (airfoils) are used to explore the possibility of performance improvement. ,Using the above problems, the purpose is to solve the problem, (1) The surface of the fluid machine is not used, and the surface is Investigation of the overall performance of the membrane treatment machine and the impact of the membrane treatment, confirmation of the effect, (2) Investigation into the impact of airfoil coating treatment on the flow structure and structure around the objectた,Item(1)について,対Elephant Machine の一つにlow レイノルズnumber での Transport転が绢なくされる ダ for low height differenceリウス-shaped water wheel を上げ, そのwing に commercially available super water-repellent and hydrophilic coating を し, その performance comparison を row った. そのAs a result, the film treatment has a great influence on the performance due to the change of wing thickness, and the flow resistance of the film itself is reduced.ャビテーション suppresses the clear effect of は见出せなかった.さらに, often にキャビテーション与った云転となるポンプインデューサを対Elephant Machine に上げ, Photocatalyst Method によるSuper Hydrophilic Coating を Apply して Investigation した.そのAs a result, there was a large difference in performance before coating treatment. The cause was investigated and the durability of the coating was investigated.ところ, the number of recycles is 5000rpm, and the high-speed recycle is the next one. The hydrophilic function is lost in a short period of time.とがknow られ, the effect of the film が flow in the static tube において confirm されているものの, return to the 転するwing car への応用は不了In the future, we will combine the coating treatment of the airfoil and the physical property treatment of the actuating fluid. Utilizing the possibility of improving performance and handling the durability of the problem, we have decided to use it to solve the problem.