シンセティックジェットポンプの開発 (科研費課題)

シンセティックジェットアクチュエーターを
用いたジェットポンプの性能調査及び研究
野村陽平
石橋樹
久山尚哉
M1
Experimental apparatus
Introduction
Jet Pump
駆動液を流路内に噴射することで周囲
の流体を吸引し，吐出するポンプ．
Advantage
装置内部に可動部がなく，小型化に向く．
Disadvantage
駆動液供給用に回転機が必要．
・ピストン型アクチュエータにより生成されたシンセティック
ジェットはダクトを通過しプレナムタンク内へと流入する．
Pump
Synthetic Jet
吸引・噴出を交互に繰り返し渦対，渦
輪の形成により下流では実質的な噴
流を形成する．
アクチュエータには回転部を持たない．
シンセティックジェットを駆動体として用い，
システム全体の小型化・ポンプ性能の向上を
目指す
Nozzle
Diffuser
Throat
・圧力測定には微差圧計を用い，プレナムタンク内と吸込み口
の差圧を測定．
Motive fluid
・流量測定にはI型熱線流速家を使用し，プレナムタンク出口
の流速を測定し断面積を掛けることで簡易的に流量とした．
Conventional jet pump
Fig.1 Conventiona jet pump
u0
y
Usa
0
x
t
Td/2 Td
-Usa
Fig.2 Velocity near the slot
Fig.3 Experimental device
CFD
•
•
•
•
•
•
•
3次元非圧縮粘性流れ
乱流モデル： k-ε モデル
総メッシュ数：約3,300,000
駆動体入口：流速規定
被駆動体入口：大気圧一定規定
装置出口：任意の静圧一定規定
壁面：滑り無し条件
CADデータから
数値解析を行う
Experimental result
Key symbols

駆動周期比，T*
EXP
0.25
EXP
L = 270
L = 370
L = 470
L = 650
L = 740
continuous jet
0.2
0.15
0.15
ηm
 駆動周期比，T*
0.2
Ψm
 代表速度，Um
L = 270
L = 370
L = 470
L = 650
L = 740
continuous jet
0.25
CFD
CFD
0.1
0.1
0.05
0.05
 代表速度，Um
0
0
0.5
1
1.5
Φm
2
2.5
0
3
0
0.5
Fig.4 Performance curve
1
1.5
Φm
2
2.5
3
Fig.5 Efficiency curve
連続噴流とL = 270，370，470の性能特性はほぼ変わらない．
L = 650，740の性能は他より下回る．
最大効率はΦm/Φmmax= 0.5付近である．
EXP
0.25
0.25
EXP
0.2
T* = 1.0
T* = 0.8
T* = 0.6
T* = 0.4
T* = 0.25
CFD
T* = 1.0
T* = 0.8
T* = 0.6
T* = 0.4
T* = 0.25
CFD
0.2
0.15
Ψm
ηm
0.15
0.1
0.1
0.05
0.05
0
0
0
0.5
1
1.5
2
Φm
2.5
Fig.6 Performance curve
3
0
0.5
1
1.5
Φm
2
2.5
3
Fig.7 Efficiency curve
T*が小さくなると性能が下がる．
いずれの条件でも最大効率はΦm/Φmmax= 0.5付近である．
Conclusions
・連続噴流とL0=270,370,470では性能に大きな差はないが、L0=650,740では性能が下がることが確認された。
・休止時間を設けずに、T*=1.0の条件の方がポンプとしては性能が良い

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