（スパンを變えた場合）
五味丸典
宮沢敏芳
Some Tests on the Secondary Flow through
a Turbine Cascade with Variable Span
MarusukeGomi ToshiyoshiMiyazawa
Synopsis：This report covers some experimental investigations on the secondary flow through some reaction turbine cascade with variable span． The span can be varied by the movable side walls which are inserted inside the ordinary ones． Tests are made on theユ80mm，140mm， Uo mm and 80mm span respectirely． We used a five−hole pitot tube which can be turned about the two axes perpendicular and parallel to the span， therefore we conld obtain outlet angle deviLation contours and total head loss contours rather accurately．1．緒 言
ノズル翼列のスパソを変えた場合に関する二次流れ に関しては前報①で報告している。然し前報における 実験で使用したピトー管は5孔ピトー管ではあるがピ ツチ方向の風向を測定するのみで、スパン方向の風向 を直接測定することが出来なかつた。本実験で使用し たピトー管はこれを改良してスパソ方向にも自由に傾 けて直接風向を測定出来るようになつている（1）。従つ て二吹流れの模様を相当よく捕えることが可能になつ たのでそれを御報告する。借後流中のように速度の一一 様でない処で風向を測定するのにピトー管型の風向計 s／c＝・・8乙 Fi9．1 Cascade details． を使用すれば当然誤差は含まれる訳であるが、これは 或程度修正出来たつもりである。2．実験結果
使用した翼列は第1図に示すような反動羽根であり 入ロ羽根角22．5度、出口羽根角45．7度で食い違い角は 20度になつている。借スパソは180mm，コ・・一・ド107mmピツチ88mmの木製である。
実験は4個のグループに分れている。即ちスパソ180mm，140mm，110mmおよび80mmの4つの場含
について入口風速分布は殆んど一定のまN二次的流れ の発生の模様を測定したものである。スパンを変える ためには前報と同じように翼の部分のみ孔をあけた側 板を左右より滑らせることにより所望のスパジを得る950
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Sp・n％ Fig・2 Velocity distribution for 180mm span．昭和32年7月
山梨大学工学部研究報告
第 8 号 ことが出来るようになつている。第2図はスパソ180mmの場合の入口風速分布を示
すもので境界層の厚さは約18mm程度であり、排除厚 みは約1．5mm位のものである。入口の静圧は側壁に 小孔をあけて測り、入口のトラ・こ・一一 」9は全圧のみを測 定した。借入口の風向は測定していないけれども、翼 列をつけない場合に風向はよく側壁の方向に浩つてい ることを確めてある。境界層外では殆んど平らな風速 分布を示しており左右ともよく揃つている。 仰 80 〉〈 oo tt ua 勿 o O m 4ρ 6り 80 初 5h4n％ Fig．3 Total head loss contours forユ8Dmm Span．第3図は同じくスパソ180mmの場合について全圧
損失の％を等損失線をもつて示してある。借本実1験で は側壁より10mm維れた処までしか測定してないので もっと壁際に近い処まで測定出来るよう改良する必要 があると思われる。借これは入口と出口とを対応させ て同時測定したものでないので、壁際の処では二次流 れのためスパソ方向に流体が移動しているための変化 は表されていない。これは大変残念ではあるが、入口 と出口とを対応させるよい方法が考えつかなかつた。 側壁の境界層が二次流れのためスパンの中央部へ吹き 〃 イs 毛吻 ＃ Pρ Fig．4 ua 40 60 8θ 5P‘”％ Outlet angle deviation contour8 for 180mm Span． rりO98
寄せられる結果として最大全圧損失の谷が側壁より20 mm程度の処にあらわれているものと思われる。第4 図は出口風向角の偏向を示すもので、0°の線が出口 角45・3度の線をとつてある。側壁より18mm程度附近 に一の谷があらわれ、そこから側壁に近づけば急激に ＋の方向に変つているのが分る。第5図は同じく出口 s・N’ ご 差40A
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st・4n’／e Fig．5 0utlet angl e deviation contours for 180mm span（spanwise）・ 風向角のスパン方向への偏向角を示すもので0°の線 が側壁に平行の方向であり、一の線はそれだけスパソ の中央部に偏向しており、＋の線は側壁の方向に偏向 していることを示している。翼の腹側の流れは＋であ り、背側では一の方向に向いていることが明かに現わ れている。借一の部分は角度が大きくて範囲が挾く＋ の部分は角度が比較的小さくて広範囲にわたつている ことがわかる。第6図は1ピツチに亘つて平均した出 令5
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Fig．6Mean outlet air angle for 180mm span． 口風向角を示している。既によく知られているような 傾向を示し、側壁より18mm位離れた位置で谷が出来 ている。左右があまり揃つていないのは風速分布の非 対称による影響の他にピト’一一aSaのトラ2“ ．一ス用の大き いスロットが側壁にあけてあり、このため風がスロツトを通して流れ出ているためであらうと思われる。谷 の深さは約3°位であるが、これは測定位置によつて 多少異つているであらう。第7図は同じ場合の平均全 』 t 葦 き
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5P禽hz Fig．7Mean total head loss for 180mm span． 圧損失であり、スパソの中央部では約3％であり、殆 んど二次流れの損失が含まれていないものと思われ る。この場合も左右がよく揃つていない。以上はスパ ン180mmの場合のみであるが、傾向および数値はこ れまでの実験で大体予想された程度のものと思われ る。第8図より第13図までは内側の側板を滑らせてス ㊨ ≧ さ 9 さ 轟 一’ ’oo 〃 硲 砂恥μ 卿
Fig．8 Velocity distribution for 140mm span．パソi40mmに縮めた場合の結果であり、第8図の入
ロ風速分布は絶対値としては殆んど変つて居らないの で、スパソに対する割合としては境界層が増加してい ることになる。第9図の全圧損失線で最高損失部分の 谷は内側側板の移動量以上に互に接近している。第10 図の0°の線は同じく45．3度をとつてある。即ちスパ ソ申央部の平均流出角はスパソ180mmの場合と比較 して殆んど変化していないわけである。第11図ではス パソ中央部え向いた流れ．部ち一一fi向の部分が更に範 囲が挾くなつていることが分る。第12図では偏向角の 谷が更に深くなりスパソ中央部へ移動していることが99
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に幽 Fig． g Total head loss contours for 140mm span． ・ ca ua ”5P・・弘ω 「ee Fig．10 0utlet angle deviation contours for 140mm Span． 耐 ％ ％ se ）“’ @4り 妻釦 卯 o O m Fig．11 ＞46 き“ 旬44 ロ s，4ヨ こ董m
』4i 卯 記 40 60 6θ ？㊨ 脚 va Sr・ち Outlet angle deviation contours for 1401nm sPan（SPanwise）・ 鋤「Ob av ω5¶把 tca・’
Fig・12 Mean outlet air angle for 140mm s．）an．昭和32年7月
山梨大学工学部研究報告
第 8 号
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Fig．13 Mean total head loss for 140mm span． 分る。第13図ではスパソ中央部の全圧損失は流出角が 殆んど変らないのに著しく増加している上に、最高損 失部が著しくスパソ申央部へよつている。第14図より 第19図まではスパソ110mmの場合であり、前の場合古仰
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Fig．14 Velocity distridution for llomm span・脚
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Fig．15 Total head loss contours for 110mm span． と同じ傾向が更に著しくなつたことを示しているが、 第18図に見られるようにスパソ中央部の流出角も急激 に減少している。第20図より第：5図はスパソ80mmの 場合であつて、風速分布の境界層の厚さは絶対値にお いては多少薄くなつているがスパソに対する割合では 厚くなつているのと、スパソが極度に挾くなつている ため、流出角は著しくスパソ中央部で減少し、また全圧 從 60S40
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Outlet angle deviation contours for 110mm Span・ 脚 4 3 ’ 1 o ・ ’〕 ● 4 ●2 “ ’6 ・1 ψ 5 2 Fig．17 2e@3°“sc命s戸㍍勘％／°°
Outlet angle deviation contours for llOmm sPan（sPanwise）’ 砧 5ミ4∫@40
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Fig．18 Mean outlet air angle for 110mm span．mo
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Fig．22 Outlet angle deviation contours for 80mm span． べua’ 一± 9 盲 る シ i2θ ，一・−1 〃” pm 胡 su s，。． 7．ev
Fig．20 Velocity distribution for 80mn工span・ 〃’ 60S40
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Total kead loss contours for 80mm Span．脚
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