遠心送風機の低流量域不安定流動の検知と制御

离心鼓风机低流量范围不稳定流量的检测与控制

基本信息

批准号：
06650215
负责人：
石田正弘
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagasaki 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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、後傾羽根羽根車を有する遠心送風機の低流量域で発生する不安定流動について、その定量的予知尺度を明らかにすることを試みた。先ず、半導体レーザー2焦点流速計を用いて流動状態を計測し、半径分速度変動および周分速度変動の相関係数の解析結果から、旋回失速が生じる直前の流動挙動の特長を明らかにした。次いで、送風機ケーシング壁面に装着された応答性の高い半導体圧力変換器から得られる壁面静圧変動の自己相関係数を詳細に解析し、旋回失速の起源となる小さな振幅の間欠的な不安定流動が現れることを見い出した。現在までに得られた主な結果は以下のとおりである。(1)羽根車出口直後で計測された半径分速度および周分速度変動の相関係数は、旋回失速発生前は負であり旋回失速状態では正となるが、旋回失速発生直前では羽根間中央部分から圧力面側の一部において負から零に近づく。負の相互相関係数は変動が羽根間流れに依存し、正の相互相関係数は変動がディフューザ壁面境界層流れに依存していることから、ディフューザ内に内向き流れが存在する低流量状態において、羽根車出口直後で羽根間流れと境界層流れが相互干渉するために不安定流動が発生するものと推定された。(2)羽根車数十回転について連続的にサンプルされた壁面静圧変動の自己相関係数から、羽根2ピッチより大きな周期の変動を抽出した。旋回失速の発生直前には羽根間流れと境界層流れの干渉に基づく間欠失速の予兆現象が速度変動の相関係数および圧力変動の自己相関係数の両者において一致することを示した。(3)旋回失速予知のための定量的尺度として、羽根車出口直後の羽根間中央部分から羽根圧力面側における壁面静圧変動自己相関係数が比較的簡単に取得でき適当である。その値としては、羽根2ピッチに相当する時刻の相関係数の値が適切であることが示された。

在这项研究中，我们试图阐明一种定量预测措施，用于在具有后倾叶片叶轮的离心式鼓风机的低流量区域中发生不稳定流动。首先，我们利用半导体激光双焦点电流计测量了流动状态，通过对径向和周向速度波动的相关系数的分析，我们明确了旋转失速发生前的流动行为特征。接下来，我们详细分析了安装在鼓风机壳体壁上的高响应半导体压力传感器获得的壁静压波动的自相关系数，并分析了作为旋转失速根源的小振幅间歇性不稳定流动。出现这个。迄今为止获得的主要结果如下。 (1) 叶轮出口后测得的径向速度和周向速度脉动之间的相关系数在旋转失速发生之前为负，在旋转失速期间为正，但在旋转失速发生之前，它处于叶片间的中心在压力面侧的部分从负值接近零。负互相关系数表示变化取决于叶片间流量，正互相关系数表示变化取决于扩压器壁边界层流量，表示扩压器内有向内流动的低流量工况假设由于叶轮出口后叶片间流动和边界层流动之间的相互干扰而出现不稳定流动。 (2)从叶轮数十次旋转过程中连续采样的壁面静压脉动的自相关系数中提取周期大于叶轮两个螺距的脉动。研究表明，在旋转失速即将发生之前，基于叶片间流动与边界层流动干涉的间歇失速预测现象在速度脉动的相关系数和压力脉动的自相关系数上都是一致的。 (3) 作为预测旋转失速的定量指标，从叶轮出口紧邻叶片之间的中心部分到叶片压力侧的壁面静压脉动的自相关系数比较容易获得并且是合适的。可知作为该值，对应于两个叶片间距的时刻的相关系数的值是适当的。