Effect of deflected inflow on flows in a strongly-curved 90 degree elbow

強い曲率をもった90度エルボ流れに及ぼす偏流の影響

岩本 幸治*; 楠崎 亮*; 十河 基介*; 保田 和則*; 山野 秀将   ; 田中 正暁  

Iwamoto, Yukiharu*; Kusuzaki, Ryo*; Sogo, Motosuke*; Yasuda, Kazunori*; Yamano, Hidemasa; Tanaka, Masaaki

軸方向曲率半径が内径(125mm)と等しくなる90エルボに対して壁面圧力計測と流動場可視化を実施した。本研究では、ほぼ一定な速度傾斜をもつ偏流を導入した。レイノルズ数320,000および500,000の場合、規格化した圧力分布で比較すれば、全体的には差異は見られないことがわかった。入口一様流入の場合と比較し、偏流の場合はエルボ腹側の低圧領域は弱められ外側高圧領域は強まることが明らかにされた。本研究の場合、エルボ下流の圧力がエルボ出口から直径の2倍の距離までの範囲の内側で圧力が高くなるという圧力分布が特徴的であった。流動場の可視化により背側から移流される強い2次流れの衝突によって圧力上昇が引き起こされていると結論づけられた。本研究における非定常圧力分布は、一様流の場合と比べると、エルボ内部および下流において変動の激しい領域が周方向に減少したことを示した。

Wall pressure measurements and flow visualization were conducted for a 90 degree elbow of which the axis curvature radius became the same as its inner diameter (125 mm). A deflected inflow, having an almost constant velocity slope, was introduced. Ensemble averaged pressure distributions showed no normalized pressure difference in cases of Reynolds numbers of 320,000 and 500,000. Comparisons with uniform inlet flow case proved; low-pressure region at the intrados of the elbow was weakened whereas a high pressure region outside strengthened in the deflected inflow case. Pressure distribution downstream of the elbow increased at the inside until two diameters downstream from the elbow exit. Flow visualization showed the pressure increase from collision of a strengthened secondary flow of extrados convection. The unsteady pressure distribution showed a circumferential extent of a strongly fluctuating region in and downstream the elbow decreased, comparing with the uniform inlet flow case.