熱流体解析

外部流れ空間でのジェットファン性能解析

ジェットファンの性能解析を行うために、普段使用している流路内部での内部流れ解析ではなく、周りの自由空間中に解析対象のジェットファンを置いて運転させてみる外部流れ解析を行いました。

ジェットファン性能解析1 ジェットファン性能解析2 ジェットファン性能解析3
ジェットファン性能解析4 ジェットファン性能解析5 ジェットファン性能解析6

これらが、性能解析対象のジェットファンを解析空間中に置いて解析を行った結果です。
流れの様子を今回は、多数の流跡線で示してみました。
このジェットファンは、動翼の後ろに静翼のない状態で運転してみましたので、後方旋回流が非常に強力となり、後方流は渦となり広がっているため、良い運転状態とは言えません。

それで次は、最初の変更として、回転動翼の後ろに平板上の静翼を8枚程度置いて、それがどのくらいの旋回流を抑えることとなるかやってみます。
その後は、静翼入口の角度を動翼出口絶対流れの角度に合うような曲った静翼をつけてみて解析をおこなってみます。
それらにより、静翼の重要性が認識されることとなりそうです。

低比速度遠心ターボファンの設計と性能解析

比速度147という低比速度の遠心ターボファンを設計したので、その性能解析を行いました。

低比速度遠心ターボファン流体解析1 低比速度遠心ターボファン流体解析2

比速度147の遠心ターボファンは、左図の解析結果図のように、羽根は薄い円盤上であり、ブレードも長く、羽根出口の幅が狭く、ケーシングの渦巻きの断面形状も小さいという、小流量タイプのファンとなります。

比速度とは、ファン羽根の形状を決める指標となる値であり、この値が低いほど、少量の流量に適した羽根となり、比速度が大きければ大流量を流すのに適した羽根となります。

つまり、遠心型の流量は、流量を多く流せる斜流ファンや軸流ファンに比較して少ないので、比速度の低いファンと言えます。ある比速度に最適な羽根形状は、長年の研究によりほぼ固まっていると言えるでしょう。ですから、ファンを設計する場合は、設計仕様が分かれば、まず比速度を計算するのが羽根設計の近道なのです。