Passive Control of Non-equilibrium Condensation in Prandtl-Meyer Expansion Fan Using the Slotted Wall with Cavity

Transaction of The Visualization Society of Japan Pub Date : 1900-01-01 DOI:10.3154/TVSJ.25.27

Masanori Tanaka, S. Matsuo, T. Setoguchi, K. Kaneko

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Abstract

水蒸気や湿り空気などの凝縮性気体が，超音速ノズルで急激に加速膨張する際に生ずる非平衡凝縮現象は蒸気タービンにおいても生じることがわかっており，特に低圧段における翼列間流路内で凝縮が生ずるとその性能は低下する．また，蒸気タービン低圧段における翼腹面の後流からの流れは凸面の角の流れに類似しており，結果として膨張波(プラントル・マイヤー膨張扇)内では凝縮衝撃波を伴う凝縮流れが発生することになる．このような流れは後流にも影響を及ぼすと考えられるため，流れ場の詳細を調べることは重要であると考えられる．本研究は，プラントル・マイヤー膨張扇内で生ずる非平衡凝縮流れに及ぼすパッシブコントロールの効果を明らかにすることを目的とする．なお，プラントル・マイヤー膨張扇内で定常と非定常凝縮衝撃波が生ずる場合にそれらに及ぼすパッシブコントロールの効果を実験的，または数値的に調べた．

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水蒸气和湿空气等冷凝性气体在超音速喷嘴急剧加速膨胀时产生的非平衡冷凝现象也发生在蒸汽轮机上。特别是在低压段的翼列间流道内发生冷凝时，其性能就会下降。另外，蒸汽涡轮低压段中来自翼腹面后部的流动与凸面的角的流动类似，结果在膨胀波(plutlemeyer膨胀扇)内会产生伴随着冷凝冲击波的冷凝流动。考虑到这样的流向也会对下游产生影响，所以调查流向场的详细情况是很重要的。本研究的目的是阐明被动控制对pltrmeyer膨胀扇内产生的非平衡冷凝流的效果。另外，在plantlemeyer膨胀扇内产生稳定和非稳定冷凝冲击波时，对其产生的被动控制效果进行了实验和数值调查。

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