Passive Control of Abnormal flow phenomena in Turbomachinery

叶轮机械异常流动现象的被动控制

基本信息

  • 批准号:
    09555062
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.68万
  • 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:
    1997
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1997 至 1999
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The objective of this study is to suppress and control the abnormal phenomena in turbomachinery due to the swirl flow such as a rotating stall in the vaned and vanless diffuser, a performance-curve instability caused by the reverse flow at the impeller inlet in the centrifugal, mixed and axial pumps, a rotating cavitation in the pumps and the draft surge of water turbine by use of the angular momentum defect of flow in the shallow grooves mounted parallel to the pressure gradient on the casing wall.In this study, the following results and remarks have been obtained.・ The performance curve instability characterized by a local dent in head-capacity curve or an uprising head-capacity curve in mixed flow pump has been suppressed and controlled by use of the shallow grooves located with proper dimension.・ The suppression of rotating stall in the vaneless diffuser has been obtained and made clear the mechanism of reducing a swirl by the grooves theoretically and experimentally.・ By the optimization of groove dimension, the rotating stall of the vaned diffuser has been suppressed completely.・ To reveal the possibility and the effect of the shallow grooves on controlling and reducing the swirl intensity of a runner outlet flow, a steady rotational flow in a conical diffuser of divergent angle of 30 degree was studied experimentally. The results showed that the shallow grooves with adequate dimensions can reduce the swirl rate of the main flow 85% of the inlet swirl without additional hydraulic loss.This study showed that the abnormal flow phenomena in turbomachinery can control without decreasing the efficiency by use of the shallow grooves mounted parallel to the pressure gradient on the casing wall.
本研究的目的是抑制和控制由于旋流引起的叶轮异常现象,如有叶和无叶扩压器内的旋转失速,离心泵、混流泵和轴流泵叶轮进口处的反向流动引起的性能曲线不稳定,利用平行于压力梯度安装的浅槽内流动的角动量亏损,在本研究中,获得了以下结果和备注。·采用适当尺寸的浅槽,可以抑制和控制混流泵扬程-流量曲线局部凹陷或扬程-流量曲线上升的性能曲线不稳定现象。通过理论分析和实验研究,获得了无叶扩压器内旋转失速的抑制效果,并阐明了凹槽减小旋流的机理。通过对槽道尺寸的优化,完全抑制了扩压器的旋转失速。为了揭示浅槽控制和降低转轮出口流场旋流强度的可能性和效果,对30 °扩压器内的定常旋转流场进行了实验研究。结果表明,在不增加水力损失的情况下,适当尺寸的浅槽可以使主流的旋流率降低85%,从而可以在不降低效率的情况下控制涡轮机内的异常流动现象。

项目成果

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专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
黒川淳一、松井純、北洞貴他、宮部正洋、サンカル・ラル・サハ: "浅い放射溝を用いた羽根なしディフューザ旋回失速の抑制法の提案" 日本機械学会論文集(B編). 64・620. 1135-1141 (1998)
Junichi Kurokawa、Jun Matsui、Takashi Kitado 等人、Masahiro Miyabe、Sankar Lal Saha:“使用浅径向凹槽抑制无叶片扩压器中旋转失速的方法的提案”日本机械工程师学会会刊(编辑 B) ) 64, 620.1135-1141 (1998)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
黒川淳一,松井純,他3名: "浅い放射溝を用いた羽根なしディフューザ旋回失速の抑制法の提案" 日本機械学会論文集B編 掲載予定. 64-620. (1998)
Junichi Kurokawa、Jun Matsui 和其他 3 人:“使用浅径向凹槽抑制无叶片扩压器中旋转失速的方法的提案”,日本机械工程师学会论文集,B 卷,计划出版(64-620)。 1998)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
J.Kurokawa,S.L.Saha,J.Matsui and H.Imamura: "An Innovative Device to Suppress Performance Curve Instability in A Mixed-Flow Pump by Use of J-Grooves"Proc. of the 3rd ASME/JSME Joints Fluids Eng. Conf. (in CD-ROM). FEDSM99-7200. (1999)
J.Kurokawa、S.L.Saha、J.Matsui 和 H.Imamura:“利用 J 型槽抑制混流泵性能曲线不稳定性的创新装置”Proc。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Kurokawa, J., Saha, S.L., Matsui, J., and Imamura, H.: "An Innovative Device to Suppress Performance-Curve Instability in a Mixed Flow Pump by Use of J-Groove"Proc. of the 3rd ASME/JSME Joints Fluids Eng. Conf.. FEDSN-7200(in CD-ROM). (1999)
Kurokawa, J.、Saha, S.L.、Matsui, J. 和 Imamura, H.:“一种利用 J 型槽抑制混流泵性能曲线不稳定性的创新装置”Proc。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Kurokawa, J., Matsui, J., Kitahora, T., Miyabe, M. and Saha, S.L.: "Suppression of Rotating Stall in a Parallel-Wall Vaneless Diffuser by Radial Grooves"Trans. of JSME. Vol. 64-No. 620, Series B. 1135-1141 (1998)
Kurokawa, J.、Matsui, J.、Kitahora, T.、Miyabe, M. 和 Saha, S.L.:“通过径向凹槽抑制平行壁无叶片扩压器中的旋转失速”Trans。
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KUROKAWA Jjunichi其他文献

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    $ 7.68万
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    Standard Grant
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