流体機械((((第三回目第三回目))))...遠心羽根車の構造と内部流れ...
Transcript of 流体機械((((第三回目第三回目))))...遠心羽根車の構造と内部流れ...
1
流体機械流体機械流体機械流体機械((((第三回目第三回目第三回目第三回目))))
遠心羽根車 [1]
遠心羽根車の構造と内部流れ クローズド(密閉形)羽根車
2
遠心羽根車 [1]
遠心羽根車の構造と内部流れ オープン羽根車
遠心羽根車 [1]
遠心羽根車の構造と内部流れ
羽根の両側に速度差が生じ、圧力面と負圧面が形成される。
3
遠心羽根車 [2]
遠心羽根車の構造と内部流れ
圧力分布はそこに働く力のバランスにより決まる。
遠心羽根車 [2]
遠心羽根車の構造と内部流れ
静止した翼列に作用する力と羽根車に作用する力の違い
静止した翼列流れと直角方向に揚力が発生(翼作用)
回転する遠心羽根車揚力に加え、遠心力およびコリオリ力が発生
羽根の両面には静止翼列よりもはるかに大きな圧力差が生じる
4
すべりと理論揚程
)(1
1122 uuth vuvug
H −=
オイラーヘッド
厚みのない羽根が無限枚数あり、流体が羽根に沿った角度で流入・流出する理想的な理論ヘッド
遠心羽根車 [3]
実際の羽根は厚みをもち、羽根枚数も有限であるので、相対流れは羽根に沿った方向に流出しない。
そのため、遠心羽根車の全ヘッドはオイラーヘッドよりも低下する。
遠心羽根車 [3]
すべりと理論揚程 羽根枚数が有限の場合の理論ヘッド
5
遠心羽根車 [3]
すべりと理論揚程すべり:羽根車出口では、圧力面から負圧面に向かう
流れが引き起こされ、相対流れは羽根出口角β2bよりも小さいβ2で流出する。
遠心羽根車 [4]
すべりと理論揚程
すべり係数がわかれば、vu2が求まる。
(2.4)
羽根車入口において旋回がなければ (vu1=0) Hth=u2vu2/g
羽根出口面積A2=2πr2b2とするとvm2=Q/A2とかけ
6
遠心羽根車 [4]
すべりと理論揚程
HthはQに対して直線的に変化し、その勾配は-cotβ2bに比例
(2.4)
遠心羽根車 [4]
すべりと理論揚程
理論ヘッド(羽根枚数有限)の式より
ポンプ
送風機、圧縮機
振動や騒音などの不安定特性を回避するため、β2b=20~35°
回転速度を高め、β2bを大きくとる。
効率重視 β2b=45°、高回転速度 β2b=90°、多翼送風機 β2b>90°
7
遠心羽根車 [4]
すべりと理論揚程
ウイスナーの式
遠心羽根車のすべりは、ヘッドの低下量を簡便に見積るための経験則
ウイスナーの式は±5%程度の誤差ですべり係数が求
められ、遠心羽根車の設計に広く用いられている。
数値解析:圧力コンター図
遠心羽根車 [5]
遠心羽根車の損失と全揚程
(2.6)
8
遠心羽根車 [5]
遠心羽根車の損失と全揚程(摩擦損失)
摩擦損失ばかりでなく、減速損失hdおよび固定流路損失も含めた流量Qの2乗に比例する損失の総和
遠心羽根車の損失と全揚程(衝突損失)
遠心羽根車 [6]
(2.8)
混合損失hmも含めた(Q-Qs)の2乗に比例する損失の総和
9
遠心羽根車 [7]
遠心羽根車の損失と全揚程
例題 [1]
10
例題 [2]