旋回型ノズルへの不均一流入が及ぼす液体微粒化初期段階の低周波脈動現象に関する研究

旋转喷嘴液体雾化初期非均匀流入引起的低频脉动现象研究

• 批准号: 16760131
• 负责人: 松下 大介
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760131/
• 关键词: 定電流法; LDV; ノズル; 可視化; 旋回型ノズル; ホールドアップ計測

本研究の目的は,構成部品が少なく広い流量範囲において安定した噴霧特性を維持できるリターンノズルの最適設計であり,複数流入路を有するノズル旋回室内部および出口直下の液膜部に生じる比較的低周波数域の変動現象を以下の2つのステップで評価することである.(1)各流入路壁面に高応答性の超小型圧力センサを設置することで変動圧力を計測する手法を開発する.(2)従来困難とされている液膜部の形状をレーザ計測および電気的計測法により計測する.これらの結果からノズル旋回室内に発生する気柱およびその周囲流体の周期的な変動現象を定量的に評価し,均一とみなせる程度の条件の相違から旋回室内部に生じる低周波数の脈動が分裂現象のトリガとなることを示す.本実験には実機(給湯器)用として噴霧・燃焼特性の良いノズルの可視化用5倍モデルを用いた.ノズル上部にはLDV計測用の窓を設けてあり,各流入路の旋回室入口近傍に超小型圧カセンサを埋め込むことで流量制御・計測と同時に圧力変動を計測することができる.そのためにノズル製作用小型フライス盤をCNC化し,加工および組み立て精度を向上させた.またLDV計測により旋回流速と圧力に類似した周波数変動があることを確認した.次に,改良型小型YAGレーザシートは可視化領域のほぼ全域で画像処理に影響のない程度の輝度誤差であることを確認した.しかし,ノズル出口液膜に対してはレーザパワー不足により鮮明な画像が得られないことが分かった.また,局所定電流法の適用による液膜変動計測システムの開発を継続しているが,大学移転作業に伴う電源電圧の不安定に起因すると思われるノイズが見られ,本システムのように微弱電流信号を用いた計測系では独立接地を用いてもノイズの除去が困難であることが分かった.

The purpose of this study is to optimize the design of the constituent components for maintaining the spray characteristics in a small flow rate range, and to evaluate the dynamic phenomena in the low frequency domain in the liquid film portion directly below the outlet and in the interior of the swirl chamber. (1)High sensitivity ultra-compact pressure setting on wall surface of each inflow path, and development of dynamic pressure measurement method. (2)The shape of the liquid film is difficult to measure and the electric measurement method is difficult to measure. The results show that the periodic fluctuation phenomenon of the cyclic fluid generated in the cyclic chamber is quantitatively evaluated, and the condition of the uniform degree of the fluctuation phenomenon generated in the cyclic chamber is low. This paper describes the use of spray and combustion characteristics for visualization of the machine (feeder) and the use of 5 times spray. The upper part of the flow path is designed for LDV measurement, and the ultra-small pressure measurement near the inlet of the circulation chamber of each inflow path is designed for flow control and measurement and simultaneous pressure variation measurement. CNC machining of small size disk for manufacturing, machining and assembly precision improvement. The LDV measurement is based on the cyclic velocity and pressure. Second, the improved compact YAG laser has been confirmed to affect the brightness error of the whole image processing in the visualization field. The liquid film on the outlet of the film is not enough to make a clear picture. The application of this method to liquid film dynamic measurement system is difficult to remove due to the instability of power supply voltage during university shift operation.