タービン翼列の風洞實験結果（第1報）
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Some Tests on Turbine Cascades (1st Report)
MarusukeGomi
Synopsis：In this paper some wind tunnel tests on t」urbineρascades are reported． A wind speed ・f・b。ut 60 m／・and・R・yn・1d・number・f・b・ut 3×105 are・bt・in・d・．1 4e camber in1・t ang1・i・ 30・5°and the camber traili・ng edge angle is 16・50・ Bl．qdes are set with stagger anglesρf 50°・350・ ・・d20°， each having th・pit・h by・h・rd・ati・・f O・91 and O・68 respectively・The summ・・i・i・g reつort is as follows． 1．The minimurn energy loss coefftciients are about O．02 and occur at a positive incidence angle in the case of 500 stagger and at negative in 200． 2．Energy losses increase as their pitch by chord ratios decrease but with larger rates for the stagger angle of 500 than for 200・ 3．Gas outlet angles are almost constant at various incidence angles but that gradually decreasing as positi▽e stalls occur． 4．Gas outlet angles increase as their pitch by chord ratfos decrease but are al mo＄t constant in the case of 200 stagger． 5・Curves of pressure distributions around central aerofoils are comparqtively smooth especially at 200 ＆350 stagger． 1 緒 言 軸流タービソ及び迭風機の設計のための基礎資料を 得る目的で我が国に於いて最近翼列風洞実験が盛に行 はれるようになつた。普通に行はれているものぱ直線 翼列風洞による実験で、筆者の製作したものもこれで ありその概観図を第1図に示してある。翼列に入る前 Fig．1−Layout of Yamanashi cascade tunne1 の風速分布は上F、左右に亘つてなるべく均一である ように工夫し、近似的に二吹元流と見倣せるようにす るためノズルにより1／10位に絞り，，，更に脇路を設け て調節出来るようになつている。本風洞は場所の関係 上全長を極めて短くしてあるため塗風機による流れの 湾曲の影響が大きく残つていて、脇路の 片側を全閉に近くし他方を全開にして漸 く左右の風速が均一となる位でおる。借 上下方向の風速の不均一・は上半分に金網 を2重に張ることにより相当減少させる ことが出来たが未だ十分でなく、2％近 い差が残つているので近く改良する予定 である。出ロ最大風速瞳581n／sでコード 9cm程度の翼列模型を使用しているの でレイノルズ数は3×10s’を超え、十分 ・臨界値以上と思われる。肯風洞気流の乱 れの程度も近く測定するつもりである。・ ノ 2 実駿装置及び方法 送風機は2940rpmでヘツドは水桂昭和30年7月
山梨大学工学部研究報告
第 6 号 220程度でありN2極54罵力の誘違電動機にょり直結 で駆動される。吹出口は180mm×530mmの短形断 面で、これた回転可能なる2枚の円板の間に締め付け られた翼列模型が接続している。翼数は7枚以上を用 いピッチ及び食い違い角は種々変えられる。翼列入口 の上下の壁は可動になつており、翼列えの迎へ角を変 えるべく円板を回転しても常に壁の先端が両端の翼の 先端にふれるように調節することが出来る。上下壁と ノズルとの接続は可擁な真鍮板で行∼＼滑に風を導く ようになつている。翼列後方には左右の側壁を設けこ れにピトー管を挿入してトラバースするためのスリツ トが切つてある。上Tの方向板は設けてないが、測定 箇所があまり翼列より離れていない限り支障ないよう である。トラバース用のピトP管は第2図に示すよう 一 5。tJeri”9 ‘ l Tetit Hぞad砧ぞ Yaωi Me tc’ Fig．2 ”Pitat tube for traversing に外径1mmの管を5本合せてハソダ付して、中央管 を全圧管とし、上下左右の管を夫々矢頭型方向計とし て用いている。トラバe一ス用の静圧管は設けずに方向 計の値よth計算により求めたが精度が悪いので別の方 法を考案中である。入口全圧は翼列直前にて左右の側 壁より全圧管を挿入して測定している。左右2個設け た理由ぱこの左右の全圧を等しくげるようにバイパス を調節するためであるb入口静圧は静圧管の代りに左 右の側壁に夫々径1mmの小孔を開け、この圧をもつ て静圧と見倣している。 翼型模型は中央翼のみ砲金製で、他の翼は鋳鉄製で あつてこれ等は通しボルトで左右の側壁の間に締めつ けられている。中央翼には16個の圧力分布測定孔が設 けられている。この小孔に夫々1．6mmの径の細管が 連絡していてこれを纏めて取り出すために中央翼は2 個に分割してあつて、この分割面を凹ましてありこふ で管を集めて2本の孔から外え導いている。勿論細工 した後に分割面で凹凸のないように・・ソダ付けしてあ るo 測定は前記トラバース用ピトー管を1ピツチに亘つ て後流中を7ラバースして行い、また半円板を回転し て迎へ角を変えて同様のことをくり返す。後流の方向 は上下の方向計に合せてピトー管を回転しつつ測定す る。左右の方向計は左右のヘッドの差より大体の風向 を知るためのものである。本実験で使用した翼型は1 種類でこの食い違い角及びピッチを変えて実験を行つ た。各場合の配列を第3∼8図に示す。爾羽根角β，及 びβ2は夫々30．5°及び16．5°である゜ 3＝50 kS…9’ Fig．3 ∫＝3s’e kS ＝ ・・91 Fig．5 3＝20’ ii（ ＝ °．9i Fig．7 〕＝50 s／c ＝ o・ 68 Fig．4 3＝35e 妾一α68 Fig．6 3＝∼0も 髪・立68 Fig．83 実験結果とその考察
第9図及び第10図は夫々左右及び上F方向の風速分ターぜソ翼列の風i洞実験結果
誉∫。 妻ω 30 ぷ〇 三t6・ sl50 ／，，tc，’一一一゜一一一一一一一一一・−e−一一一一一tE”一゜x へ 0 30 60 90 ’20 t50 t80 Lcfi mm R；3ht Fig． g−Velocity distribution in the tunnel．へ・∼∼一
80 160 200 ・ 320 400 480 Loweト Up門 Fig．10−Velocity distribution in the tunne1 布を示している。これは翼列をつけない場合であつて 翼列をつけたときはこれとは異つた風速分布を示すで あらう。左右壁の境界層は約2cm程度でこれはバイ パスの開閉によ・り多少異つて来る。 ’N 亨7Z’ 竜 這68’ さ き ．564’ ＜ 品 EgO L。w・v T・』e。s ￥AW M・tOfL Upr例秘く 一4’ −2 2’ 4 An8k、。f R。ia＋1囲 Fig．11−Yaw meter calibration 第11図には上下の方向計を回転して上方管及び下方 管のヘツドを測定したものである。これよりこの方向 計は1度回転することによりヘツドの差は10mm水柱 となり、ヘッド差2mmは容易に合せられるから0．2 度位の精度をもつている。 第12図∼14図には夫々の翼型配置の場合について、 そのエネルギー損失及び出口風向の変化を入射角に対 して示したものである。全圧損失ζについては研究者 にょつて色々赫議を用いているix本実験では東大 岡崎助教授の方式によつて次のようにしている。 もρ04 ξ 主3002
誇 口 0 ＿4’0° わ2ぴ 0’ 20’ 4σ in（泊”ζεaηs’e 乙 Fig．12−−Curves of loss cQefficient and air outIet angle ＿40’ −2σ 0° 20’ 4σ ユncidRnce A ・8 1’e Fig． 13 一一Curves of loss coefficient and air outl et anglek
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−4）’ ●20’ 0’ 20’ 工”dゼぞ刀fεん31ε Fig．14−Curves of loss coefficient and air outlet angle ／昭和30年7月
