うず流量計による管内非定常流れの流量計測に関する基礎的研究

涡流流量计管道非定常流流量测量基础研究

基本信息

批准号：
61550134
负责人：
平野公孝
金额：
$ 0.64万
依托单位：
University of Miyazaki
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1986
资助国家：
日本
起止时间：
1986 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-61550134/
关键词：
円柱うず放出非定常流体力閉塞効果円管

项目摘要

比較的小口径用のうず流量計は、閉塞効果の強い円管内の流れの中にうず放出体を置く構造となっている。従って、本研究では、うず流量計の測定精度の向上のために、うず放出体を円柱と単純化し、円柱表面に働く非定常圧力分布と円柱下流の非定常速度場を測定した。更に、この測定結果から円柱に働く非定常流体力(揚力)と放出されるうずの構造の特徴を明らかにした。実験で用いた円柱と円管の直径比β(絞り比)は、0.204から0.510までの4種類であり、詳細な測定は、市販のうず流量計を想定して、β=0.306の流れに対してなされた。得られた主な結果は次の通りである。(1)円管の閉塞効果により円柱上非定常圧力は、β=0.306のとき最大振幅となる。一方、β=0.510では圧力の変動はきわめて小さく、明確なうずが放出されていない。(2)円柱上の非定常圧力分布は、はく離点近傍で最大となる。この圧力分布形状は、円柱スパン中央部の約半スパンにわたって同一の形状をしており、二次元的な分布となっている。しかし、円管壁近傍では急速に減少する。(3)一方、円柱に働く局所非定常揚力の大きさは、スパン中心から円管壁にかけて漸減し、圧力分布よりも強い三次元性を示している。局所揚力の位相は円柱スパン方向に全く変化しない。(4)円柱下流に放出されるうずは、通常のカルマンのうず列とは異なり、円管の閉塞効果により交互に向きを変えたうずが直線上に配列される構造を示す。また、うずの円柱スパン方向の長さは約半スパンであり、円柱上非定常圧力分布の結果と一致している。(5)局所非定常揚力の大きさは、流れのレイノルズ数Reにより大きく変化し、Re【〜!〜】【10^4】で最大値0.78を示す。

直径相对较小的鹌鹑流量计具有一个结构，其中鹌鹑释放物体被放置在具有较强阻塞效果的圆管内的流中。因此，在这项研究中，为了提高鹌鹑流量计的测量精度，将鹌鹑发射极简化为圆柱体，并测量了作用在圆柱体表面上的不稳定压力分布，并测量了圆柱体下游的不稳定速度场。此外，从测量结果中揭示了作用在气缸上和释放的尿液结构上的不稳定流体力（升力）的特征。实验中使用的气缸和管的直径比（较薄）为β，从0.204到0.510，并进行了详细的测量，以实现β= 0.306的流量，假设有商业上可用的鹌鹑流量表。获得的主要结果如下：（1）由于圆管的阻塞效应，当β= 0.306时，圆柱上的不稳定压力变为最大幅度。另一方面，在β= 0.510时，压力波动非常小，并且没有明确的鹌鹑释放。（2）气缸上的不稳定压力分布是分离点附近最大的。这种压力分布形状在圆柱跨度的中心的大约一半范围内相同，并且以二维方式分布。但是，它在圆形管壁附近迅速减少。（3）另一方面，作用在圆柱体上的局部不稳定的举重力的大小逐渐从跨度的中心逐渐减小到圆管的壁，表明比压力分布更强。局部升力的相位在圆柱跨度的方向上完全不会变化。（4）圆柱体下游释放的钢管显示了一个结构，其中胆管以直线排列，这与通常的卡尔曼胆行行不同，这是由于圆形管的阻塞效果而导致的。此外，在气缸跨度上的钢管长度约为跨度的一半，这与气缸上不稳定压力分布的结果一致。（5）局部非稳态升力的大小取决于流量的雷诺数，而Re [〜！〜] [10^4]的最大值为0.78。