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Study on Fluid Food Pump
～流体食品ポンプに関する研究～
Fluid machineries for fluid food have been used in wide variety of field i.e. transportation, filling and improvement of the quality of fluid food. Although, flow conditions of it are quite complicated because fluid food is different from water. Therefore, the design method based on the internal flow conditions is not conducted. In this research, turbo-pump having small number of blade number was used to decrease shear loss and keep wide flow passage. In this poster, performance and internal flow conditions of turbo-pump using low viscous fluid were clarified by experimental and numerical analysis results.
実験および数値解析
研究背景 食品用流体機器は、食品の移送、充填、品質改良など広範囲において活用されていますが、用いられる流体が空気や水などとは異なるため、流れ場が非常に複雑であり未解明な部分が多いです。そのため、内部流れに基づく設計は実施されておらず、主に移送性能に着目して製品開発が行われているのが現状です。そこで，本研究では、各種流体食品の内部流動を解明し、その流れ場をもとに流体食品ポンプの高性能設計指針を確立することを目的としています。
性能曲線
セミオープン形羽根車内部における流れ
0 7.0 m/s
-2
-1
0
1
2
3
4
5
0 50 100 150 200 250 300 350
Vr
[m/s
]
[deg]
PS PS PS PS SS SS SS SS
0
2
4
6
8
10
0 50 100 150 200 250 300 350
Vt
[m/s
]
[deg]
PS PS PS PS SS SS SS SS
流体食品ポンプについて
流体食品とは？ 低粘度 ビールやオレンジジュースなどの酒やジュース類
高粘度 マヨネーズやケチャップなどの調味料
セミオープン形羽根車 オープン形羽根車
洗浄しやすくするために羽根枚数を通常より少なくしたセミオープン形羽根車を採用しています。また、流体食品の品質低下を防ぐため、せん断力を低減したオープン形羽根車についても研究を実施しています。
相対速度 周方向速度
性能試験やピトー管試験などの実験と数値解析の両面から，セミオープン形羽根車とオープン形羽根車の性能特性を明らかにし，流体食品ポンプの高性能設計指針を確立していきます．
相対速度分布
セミオープン形羽根車における実験結果（粘度の比較）
オープン形羽根車における 実験値と解析値の比較
0
20
40
60
80
100
0 50 100 150 200
[
%]
Q/Qd [%]
0
20
40
60
80
100
0 50 100 150 200
[
%]
Q/Qd [%]
0
0.1
0.2
0 50 100 150 200
L [
kW
]
Q/Qd [%]
0
0.1
0.2
0 50 100 150 200
L [
kW
]
Q/Qd [%]
0
1
2
3
4
5
0 50 100 150 200
H [
m]
Q/Qd [%]
0
1
2
3
4
5
0 50 100 150 200
H [
m]
Q/Qd [%]
Hexp.
[m]
Lexp.
[kW]
exp.
%
Hcal.
[m]
Lcal.
[kW]
cal.
[%]
0
20
40
60
80
100
[
%]
0
0.1
0.2
0 50 100 150 200
L [
kW
]
Q/Qd [%]
0
1
2
3
4
5
H [
m]
Hwater
[m]
Lwater
[kW]
water
[%]
HGlycerol solution (40vol%)
[m]
LGlycerol solution (40vol%)
[kW]
Glycerol solution (40vol%)
[%]
実験装置外観図
