熱流体解析

遠心ターボファンでケーシング出口流れを整えるフィン配置例


遠心型ターボファンでケーシング出口の流れを整え、四角い断面から平均的に流出させたい場合に
整流フィンを配置した例です。

遠心ターボファンでケーシング出口流れを整えるフィン配置例

次は、4分の3流量と最大流量時の解析結果図です。

遠心ターボファンでケーシング出口流れを整えるフィン配置例

遠心ファンブレードからの流れは渦巻形状を持つケーシングに入るのですが、上図のように四角く細長い吐出口
から平均して噴流を吐出したい場合に、上図例では巻きじまい部と3枚のそれぞれ形状の異なるフィンを配置して
なんとか出口に平均化したながれを造ってみた解析結果図です。

なかなかフィンだけで均等に流すのは難しいものです。

遠心ターボファンでケーシング出口流れを整えるフィン配置例


流量が少ない低比速度型ターボファンであれば、2次元翼型翼ターボファンは3次元翼なみに高効率にすることが出来ます。
次は、2次元翼型翼ターボファンの翼間流れ状態を見たものですが、偏りない非常にスムーズな流れになっています。

遠心ターボファンでケーシング出口流れを整えるフィン配置例

低比速度型とは次図のように遠心ターボファンが薄い円盤のような全体羽根形状をしているものです。

遠心ターボファンでケーシング出口流れを整えるフィン配置例

3次元羽根による高効率化は、比速度の大きい羽根では顕著です。

非圧縮性流体の可変ニードルノズルからの噴射


気体である非圧縮性流体の可変ニードルノズルからの噴射を解析してみた結果図です。

非圧縮性のためにノズル出口では広がる流れになります。
ニードル先端に流れが集まらず速度が遅くなるのは、ノズル効果としての増速には不敵な結果となっています。

動翼可変と静翼可変のカプランタービンの性能流体解析結果図からの考察


動翼可変と静翼可変のカプランタービンの性能流体解析結果図からの考察です。

流れ流蹟線図を詳細に見ての考察として、ガイドベーンからの旋回流れがランナベーンに入りランナベーンから
出る位置での流出流れの旋回成分を見ていくと、動翼羽根外周部では回転方向と同じ方向の旋回成分がわずかに残っています。 動翼羽根の中間位置からボス位置にかけては回転方向と逆方向の旋回があります。

この残旋回成分を更に減らすように羽根形状の修正が必要になりますが、これまで30ケースぐらいの羽根修正をしてきて、 最終性能に後わずかで達する状況ですから、慎重に羽根形状修正作業を行います。

扇風機の設計と性能解析


扇風機の設計と性能解析の事例です。

かなり遠くまで心地よい風がとどいているのが解析結果から分かります。
この様になるまで、色々と工夫しました。