衝撃波による微粒子の舞い上がり機構に関する基礎的研究

Research Project

Project/Area Number	01550129
Research Category	Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Fluid engineering
Research Institution	Muroran Institute of Technology
Principal Investigator	杉山弘室蘭工業大学, 工学部, 教授 (70002938)
Project Period (FY)	1989
Project Status	Completed (Fiscal Year 1989)
Budget Amount *help	¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000) Fiscal Year 1989: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywords	高速気流 / 混相流 / 固気二相流 / 微粒子-気体流れ / 衝撃波 / 微粒子の舞い上がり / 揚力 / 抗力
Research Abstract	研究実施計画に沿って研究を行い、以下に述べるような成果を得た。 1.堆積粒子層と衝撃波の干渉の様子を高速度シュリ-レン写真(イメコンカメラを利用)で観察した。その結果、入射衝撃波は粒子層から発生する膨張波の影響を受けわん曲すること、粒子層前面で入射衝撃波の一部は反射することの詳細を明らかにした。 2.衝撃波によって誘起された流れによる微粒子の舞い上がり挙動の全体的様相を高速度シュリ-レン写真(ハイカムカメラを利用)で観察した。その結果、粒子層を衝撃波が通過してから約1ms後に粒子雲の境界は、主流の乱れにより波状になってくることを明らかにした。 3.微粒子の舞い上がり挙動に及ぼす衝撃波強さ、堆積粒子層の初期状態、堆積微粒子の種類(フライアッシュ、活性白土、ガラスビ-ズ)の影響を光学的に調べ、以下のことを明らかにした。(1)衝撃波マッハ数が大きい程、粒子雲は高く、かつ下流方向へ長く伸びる。(2)微粒子の舞い上がりの様相(粒子雲の形状)に及ぼす溝の深さ(初期堆積粒子層の深さ)の影響はない。(3)粒子雲の初期段階の形状は、フライアッシュと活性白土の場合には半楕円形状になるが、ガラスビ-ズの場合には棒状になる。(4)微粒子の直径ならびに密度が小さくなる程、微粒子は高く舞い上がるとともに、下流方向へ速く拡散する。(5)粒子雲の高さと長さの時間的変化は、代表長さとして初期の堆積微粒子層高さ、代表速度として入射衝撃波背後の気流の速度をとると、一つの曲線で表現できる。 4.以上述べた研究成果を、11.で示す研究論文で、公表した。