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BackO.375一 ベ フL一撃 一42.2。317
図1.19壁 面 お よ び 案 内 羽 根 面 の 圧 力 分 布
図1.20壁 面 お よ び 案 内 羽 根 面 の 圧 力 分 布
凸 壁 面 出 口 の 圧 力 分 布 か ら,粗 さの 大 き い もの ほ ど う ず 領 域 が 大 き い こ デ ィ フ ユ ー ザ 効 率 ηは,滑 らか な 壁 面 の 場 合 が 最 粗 くな る ほ ど低 下 して い る.
一 一27一
1.5.2等 速 度 線 図 お よ び 旋 回 速 度 線 図
(1)等 速 度 線 図
図1.21(a),(b),(c),図1.22(a),(b)お よ び 図1.23(a),(b),(c),(d)は,デ ィ フ ユ ー ザ 出 口 に お け る 速 度Uz/U且 の 等 速 度 線 図 を 示 し た も の で あ る.
図 の ▽ 印 は,そ う 入 し た 案 内 羽 根 を 対 数 ら線 の 形 状 に 沿 う て デ ィ フ ユ ー ザ 出 口 ま で 延 長 し た と き の 位 置 を 示 す.
こ れ ら は,案 内 羽 根 そ う 入 の 効 果 を デ ィ フ ユ ー ザ 出 口 の 等 速 度 線 図 に よ っ て 判 断 し よ う と す る も の で あ る.
図1.21は,壁 面 粗 さ 係 数K/wOの も の に つ い て,案 内 羽 根 をb/B,=0.25 の 位 置 に そ う 入 し た も の を 図(a),b/B,=0.75の 位 置 に そ う 入 し た も の を 図(b), 案 内 羽 根 を そ う 入 し な いb/B,=0の 場 合 を 図(c)に 示 し て あ る.
Roughnessofwa11 x/Blxlo3=o
Positionofguide
vaneb/Bl o.zs 0.75 0
η(毫) 60.0 36.1 23.4
図1.21等 速 度 線 図
2$一 一
図(a),(b),(c)と も い ず れ の デ ィ フ ユ ー ザ の 凸 壁 面 付 近 に お い て も速 度 が 負 に な って お り,逆 流,う ず が 生 じて い る こ と が わ か る.
図(c)の 場 合 は,砺/万1
=0 .1以 下 の 領 域 が 凸 壁 面 か ら デ ィ フ ユ ー ザ 出 口 流 路 幅 の1/3程 度 を 占 め,そ の 他 の 案 内 羽 根 を そ う入 し た 場 合 で は約1/4程 度 で あ
る.
案 内 羽 根 な しの 場 合 は, は く離 領 域 が 大 き く,し た が って,凹 壁 面 側 に 流 れ が 偏 り,そ の 流 速 も大 き くな
っ て い る こ と が わ か る.
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図1.22等 速 度 線 図
ま た,各 案 内 羽 根 出 口 近 傍 の 速 度 が 大 き く な って い るが,こ れ は 凸 壁 面 で の 逆 流 や うず に よ っ て 流 れ が 案 内 羽 根 腹 面 に 偏 っ た た め に 生 じた もの で あ る.
図1.22(a),(b)は,壁 面 粗 さ 係 数K/.B董=1.904×10‑3の も の に つ い て,案 内 羽 根 をb/iO.25と0.50の 位 置 に2枚 そ う入 した 場 合 の 等 速 度 線 図 を 図(a), 案 内 羽 根 を そ う入 しな い 場 合 を 図(b)に 示 して あ る.
図(a),(b)と も 凸 壁 面 付 近 の 速 度 が 負 に な って お り,逆 流,う ず が 生 じて い る.
しか し,図(b)の 方 は は く離 領 域 が 大 き く,し た が っ て,流 れ が 凹 壁 面 側 に 偏 り, そ の 流 速 も大 き く な っ て い る の に 対 して,図(a)の 方 は 凸 壁 面 近 傍 を 除 い て 大 き な 速 度 差 は 見 られ な い.
こ の こ とか ら も案 内 羽 根 を そ う入 す る こ と に よ っ て,デ ィ フ ユ ー ザ 内 の 流 れ が よ り改 善 さ れ る こ と が わ か る.
図1.23(a),(b),(c)お よ び(d)は 壁 面 粗 さが 滑 らか な もの に っ い て,案 内 羽
一29‑一
根 を そ れ ぞ れb/B且=0.125,0.1875,0.3125お よ び0.375に そ う 入 し た 場 合 の 等 速 度 線 図 を 示 し た も の で あ る.
い ず れ の 案 内 羽 根 そ う入 位 置 に お い て も,凸 壁 面 の 近 傍 で 逆 流 域 が 生 じて い る が,b/B,=0.375の そ う 入 位 置 に お け る も の が そ の 領 域 が 大 き い こ と が わ か る.
ま た,こ れ に と もな っ て 流 れ が 案 内 羽 根 腹 面 に 偏 り,し た が って,圧 力 が 低 下 す る こ と は 圧 力 分 布 か ら
も理 解 で き る.
な お,案 内 羽 根 の 背 面 に 沿 う流 れ の 境 界 層 の 発 達 に よ っ て,そ れ ぞ れ の デ ィ フ ユ ー ザ 中 央 部 付 近 に や や 遅 い 流 れ が 現 れ て い る.
さ ら に,b/B,eO.125, 0.1875の 場 合 は,デ ィ フ ユ
ー ザ 中 央 部 か ら 凹 壁 面 ま で 広 い 領 域 に わ た って 平 坦 な 等 速 度 分 布 を 示 して い る の
に 対 し,b/、B1=0.3125, 0.375の 場 合 は平 坦 な 等 速 度 分 布 を 示 す 領 域 は そ れ ほ
ど広 くな い.
①﹀彪O蝦OO
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Roughnessofwall K/Blx103eO
Positionofguide
vaneb/BI o.zas Q.1875 0.3125 0,375
n〔 亀) 58.7 61.3 57.4 56.9
図1.23等 速 度 線 図
一30一
(2)旋 回 速 度 線 図
図1.24(a),(b)は,デ ィ フ ユ ー ザ 出 ロ で の 旋 回 速 度 係 数Ut/U1の ベ ク トル 線 図,す な わ ち,旋 回 速 度 線 図 を 示 した も の で あ る.
壁 面 粗 さ係 数K/B1=1.904×10‑3の もの に つ い て,案 内 羽 根 をb/B1=
0.25と0.50の 位 置 に2枚 そ う入 した もの を 図(a)に,羽 根 な しを 図(b)に 示 して あ る.
案 内 羽 根 が そ う 入 さ れ て い な い 図(b)で は,凸 壁 面 か ら出 口 幅 の ほ ぼ 中 央 付 近 ま で は く離 や うず の た あ に 不 規 則 な 流 れ が 見 られ る が,図 ㈲ で は,案 内 羽 根 の そ う入 位 置b/、Bl=0.25と 凸 壁 面 と の 間 に は ほ とん ど旋 回 速 度 成 分 は 見 ら れ な い.
ま た,図(a),(b)と も凹 壁 面 に 向 か う速 度 成 分 が 現 れ て い る が, 図(a)で は,案 内 羽 根 の 腹,背 面 の 圧 力 差 の た め に 案 内羽 根 出 ロ 付 近 で 腹 面 か ら背 面 に 向 か う大 き い 速 度 成 分 が 現 れ,図(b)の 場 合 は 中 央 部 よ り 凹壁 面 側 で 大 き い 速 度 成 分 が 現 れ て い る.
な お,デ ィ フ ユ ー ザ 出 口 付 近 に お い て は 凹,凸 両 壁 面 の 圧 力 差 が 小 さ く,ま た,凸 壁 面 の は く離 に よ っ て 二 次 流 れ は 現 れ て い な い.
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