二重反転形軸流ポンプの最適設計に関する研究

对旋轴流泵优化设计研究

基本信息

批准号：
04J06731
负责人：
重光亨
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

軸流ポンプのコンパクト化,高比速度化への要求に対し二重反転形軸流ポンプを考案し,実験的に性能上の優位性を明らかにした.しかし,二重反転形の高性能設計には後段翼車からの旋回流れや前段翼車からの後流,さらには翼列間圧力干渉を考慮する必要がある.そこで,本年度はLDVによる翼間流れ場計測を行い,前後段翼列間の内部流れを調査した.また,昨年度に続いて後段翼車高性能設計指針の探求を目的に数値解析を行った.本年度得られた知見は以下の通りである.1.LDVによる二重反転形軸流ポンプの翼間流れ場計測を行い,その結果ケーシング壁面近傍での流れ場は翼端漏れ渦および前段翼車からの後流の影響で大きく変動し,逆流域も確認され,翼先端での性能に大きく影響することが明らかとなった.また,前段翼車からの後流の影響は後段翼車前縁近傍まで及び,後段翼車の翼による閉塞の影響で前後段翼間流れ場も変動することが分かり,翼の閉塞による翼間での混合損失の低減には後段翼車の翼負荷を軽減することが重要であることが明らかとなった.2.低流量での翼間流れ場の計測結果より,低流量域特有の3次元流れの影響で前段および後段翼車上流Tip側に逆流域が確認され,前段での逆流域は後段よりも大きいことが明らかとなった.また,前段翼車下流hub側にも逆流域が見られ,後段翼車hub側での翼間流れ場より,後段翼車設計パラメータの違いが流れ場に及ぼす影響が示され,内部流れと性能曲線との関係が明らかとなった.3.前後段翼負荷を同じとした既存の設計手法では,後段翼車において先にキャビテーションが発生する.そこで,更なる性能改善を目的に,二重反転形軸流ポンプの新型設計手法に基づく数値流れ解析を行い,後段翼車負荷軽減によるキャビテーション性能の向上と高効率化を数値解析結果より確認した.

针对轴流泵更紧凑、比转速更高的需求，我们设计了对转式轴流泵，并通过实验证明了其性能的优越性，但是，对转式的高性能设计存在一定的缺陷。来自后级叶轮的旋流和来自前级叶轮的流动。需要考虑尾流和叶间叶栅压力干扰。因此，今年我们利用LDV测量了叶间流场，并对前后叶栅之间的内部流动进行了研究。继去年之后，我们还研究了多个后级级联之间的内部流动。今年获得的研究结果如下： 1.利用LDV测量了对转轴流泵叶片之间的流场，结果表明，靠近壳体壁的流场与叶尖处的泄漏涡流相似。并从前轮唤醒阴影尾流的影响从前级叶轮延伸到后级叶轮前缘附近，很明显，叶片尖端处的性能受到很大影响。叶片受到叶轮叶片堵塞的影响。结果发现，叶片之间的流量也会波动，并且清楚地表明，为了减少由于叶片堵塞而导致的叶片之间的混合损失，减少后级叶轮上的叶片负载非常重要。2．流场测量结果，低流量区域三维流动特性由此，在前级叶轮和后级叶轮的上游尖端侧确认了回流区域，并且明确了前级的回流面积大于后级的回流面积。此外，还观察到了回流面积前级叶轮轮毂侧下游的流场为后级叶轮轮毂侧叶片之间的流场。结果表明，后级叶轮设计参数的差异对流场有影响，并阐明了内部流动与性能曲线之间的关系，空化首先发生在叶轮中。因此，以进一步提高性能为目标，我们基于一种新的对旋轴流泵设计方法进行了数值流动分析，对如何通过减轻后级叶轮的载荷来改善空化性能、提高效率进行了数值分析。这一点从结果中得到了证实。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Pressure measurement on casing wall and blade rows interaction of contra-rotating axial flow pump

DOI：
10.1007/s11630-005-0025-z
发表时间：
2005
期刊：
Journal of Thermal Science
影响因子：
2.5
作者：
T. Shigemitsu;Tomoya Takano;A. Furukawa;K. Okuma;S. Watanabe
通讯作者：
T. Shigemitsu;Tomoya Takano;A. Furukawa;K. Okuma;S. Watanabe

二重反転形軸流ポンプの気液二相流時における有用性について

关于反转轴流泵在气液两相流中的用处

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
日本機械学会九州支部講演論文集 048-1
影响因子：
0
作者：
藤原秀彦;後藤正利;古川謙介;古川明徳;重光亨
通讯作者：
重光亨

二重反転形軸流ポンプのケーシング壁面静圧計測と翼列間干渉

对旋轴流泵泵壳壁静压及叶列间干涉测量

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
日本機械学会論文集 71・711
影响因子：
0
作者：
藤原秀彦;後藤正利;古川謙介;古川明徳
通讯作者：
古川明徳

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重光亨其他文献

Use of a γ-Ray-Generating Nuclear Reaction for Detecting the α-Particle Knock-on Effect

使用 γ 射线产生的核反应检测 α 粒子连锁效应

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Proc.33rd European Phys.Soc.Conf.on Plasma Phys.(Rome, 2006), ISBN2-914771-40-1 (CD-ROM)
影响因子：
0
作者：
藤原秀彦;後藤正利;古川謙介;古川明徳;重光亨;M.Nakamura et al.
通讯作者：
M.Nakamura et al.

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有限温度对氘-氚聚变等离子体中碰撞离子产生和中子能谱的影响

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
J.Plasma Phys. 72
影响因子：
0
作者：
藤原秀彦;後藤正利;古川謙介;古川明徳;重光亨;M.Nakamura et al.;M.Nakamura et al.
通讯作者：
M.Nakamura et al.

Kinetic Analysis of γ-Ray-Generating Reactions for Fuel Ion and Energetic Particle Diagnostics of D-T Fusion Plasma

D-T 聚变等离子体燃料离子和高能粒子诊断的 γ 射线生成反应动力学分析

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Journal of the Physical Society of Japan Vo.75, No.2
影响因子：
0
作者：
藤原秀彦;後藤正利;古川謙介;古川明徳;重光亨;M.Nakamura et al.;M.Nakamura et al.;M.Nakamura et al.
通讯作者：
M.Nakamura et al.

Roles of Non-Thermal Nuclear Processes in Ignited Fusion Plasmas

非热核过程在点燃聚变等离子体中的作用

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
ICENES2005-Proceedings of 12^<th> International Conference on Emerging Nuclear Systems, Brussels 21-26 August 2005, ISBN-907-69711-02
影响因子：
0
作者：
藤原秀彦;後藤正利;古川謙介;古川明徳;重光亨;M.Nakamura et al.;M.Nakamura et al.;M.Nakamura et al.;M.Nakamura et al.
通讯作者：
M.Nakamura et al.

On Potentiality of Ion Temperature and Fuel Density Ratio Measurements in D-T Plasma Using ^6Li+D and ^6Li+T Nuclear Reactions

利用 ^6Li D 和 ^6Li T 核反应在 D-T 等离子体中测量离子温度和燃料密度比的潜力

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
J.Plasma Fusion Res.SERIES Vol.6
影响因子：
0
作者：
藤原秀彦;後藤正利;古川謙介;古川明徳;重光亨;M.Nakamura et al.;M.Nakamura et al.;M.Nakamura et al.;M.Nakamura et al.;M.Nakamura et al.
通讯作者：
M.Nakamura et al.