熱流体解析

電動ウォーターポンプの流れ解析結果 流蹟線表示

設計した電動ウォータポンプの性能解析を行うために流れ解析を行い、その結果を示す流れの状態がわかり易いように、流蹟線表示を行ったものを載せてみます。

電動ウォーターポンプ流蹟線表示1

ポンプケーシングの入口部に流れが流入しようとしているところです。

電動ウォーターポンプ流蹟線表示2

羽根入口部に流れが流入し始め、動翼ブレードに沿って流れようとしているところです。

電動ウォーターポンプ流蹟線表示3

動翼の翼間に沿って流れが動翼(インペラ)出口のところまで進んでいるところです。

電動ウォーターポンプ流蹟線表示4

動翼の翼間に沿って流れが動翼(インペラ)出口のところまで進んでいるところです。

電動ウォーターポンプ流蹟線表示5

そして最後に図は、ケーシング渦巻き出口から流体が吐出されている状況を表しています。 以上のように、流蹟線表示は流れの状態が大変にとらえ易い優れた解析結果表示方法と言えます。

深海底ドリリング計画用に開発中のターボドリルの性能解析

今日は現在、国家プロジェクトとして鋭意開発を進めています「深海底ドリリング計画用ターボドリル」の掘削試験機の性能解析を行った結果を少しご覧頂きたいと思います。

ターボドリルの性能解析1

ターボドリル入口部分関係の内部を特殊液体が流れる状態を解析した結果です。
この結果の評価としては、思ったより入口部では損失少なくスムーズな流れ状態になっていたというところでしょうか。

ターボドリルの性能解析2

出力を発生する基となる部分のタービン部の流れを5段の動翼・静翼状態にて解析したものです。
実際では、動翼・静翼組み合わせの段は、全てで40段もありますが、さすがに40段で解析を行うのは大変なのでこれは5段での結果となっています。
このタービン部5段解析の結果への感想としては、この図の解析設定回転数では、動翼入口・出口、そして静翼入口・出口流れ共に、設計したとおりの大変に良い流れとなっていました。
それが、高効率・高性能ターボドリルへの原点となっています。

ターボドリルの性能解析3

タービン出口側にある減速機と動力伝達部分の流水部の流れ状態を示しています。
解析の感想としては、狭いところを流体を通さなければならない場合の予想よりも大きな損失が発生していたことです。
そのような狭い部分での過大な圧力損失は、基の高圧液体供給装置に負担がかかるので、検討が必要な部分です。
全体のまとめとしては、大変流体性能優秀な「深海底ドリリング用ターボドリル」であることが解析結果より分かりました。

渦流ブロワの流れ解析 非接触回転式にて高圧可能な送風機

ターボブロワなどの送風機に比べて回転数同じ、直径同じ、つまり同一周速度でありながら非常に高圧を獲得できる非接触タイプのブロワが渦流式ブロワです。

渦流ブロワの流れ解析1

渦流ブロワの全体構成を示します。

渦流ブロワの流れ解析2

渦流ブロワには円周上に接近して円形の入口と出口があり、そこでの速度ベクトル分布を見ています。

渦流ブロワの流れ解析3

入口と出口の流れの様子は上図のほうが見やすいと思います。

渦流ブロワの流れ解析4

流跡線となり、入口から出口までの間に空気が羽根間でぐるぐる回りながら出口に向かって行くことが少し分かります。

渦流ブロワの流れ解析5

翼と翼の間で流れがぐるぐる回っている様子は、左図の方が分かりやすいです。
翼間に渦の流れが保持されながら回転するので、このタイプのブロワを渦流ブロワと呼んでいます。
家庭用燃料電池の燃料ガスを高圧にして発電セルに供給する用途にこの渦流ブロワが使われています。