本論文では、100kW マイクロガスタービンの遠心圧縮機用パイプディフューザーの設計手法と性能評価について述べている。
まず、パイプディフューザーの幾何学パラメータを決定する手法を示した。これは、既存の最適化された翼型ディフューザーの仕様と、パイプディフューザーの構造的制約を考慮して行った。
次に、3D-RANS ベースの定常CFDシミュレーションを用いて、パイプディフューザーと翼型ディフューザーの性能を比較評価した。設計質量流量(0.806 kg/s)における100%回転速度での比較では、翼型ディフューザーの方がわずかに優れた性能を示した。すなわち、同じ圧力比に対して、パイプディフューザーの全圧全温効率は82.2%に対し、翼型ディフューザーは84.4%であった。
一方で、パイプディフューザーはより小型化が可能であることが分かった。これは、パイプディフューザーの先端形状によって生成される2つの逆向きの渦が、擬似無翼列領域と半無翼列領域では有利に作用するものの、チャンネル領域では不安定化を引き起こすためである。与えられた運転条件下では後者の効果が大きく、パイプディフューザーでは避けられない圧力面での大規模な剥離が生じることが明らかになった。
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