均一粒径Liquid Bubbleおよび液滴の高速気流による分裂と相互干渉

Research Project

Project/Area Number	02650141
Research Category	Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Fluid engineering
Research Institution	Teikyo University
Principal Investigator	吉田照彦帝京大学, 理工学部, 助教授 (60149903)
Project Period (FY)	1990
Project Status	Completed (Fiscal Year 1990)
Budget Amount *help	¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 1990: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords	Liquid Bubble / 液滴 / 高速気流 / 分裂 / 相互干渉 / 均一粒径
Research Abstract	3本のノズルを等間隔に設けた一体型ノズルを設計し製作した。このノズルによって3列の均一粒径Liquid Bubble(以下LBと略記)と均一粒径液滴の設定が可能となった。新しく製作したLB生成ノズルについては、均一粒径LB生成できる液体流量と空気流量の関係,LBを生成におよぼす液体物性の効果およびノズル径の影響について詳細に調べた。またノズルを振動させることによってノズルから流出する液流にじょう乱を強制的に与え、均一粒径の液滴を生成した。均一粒液径滴生成におよぼすノズル振幅,ノズル振動数と液体流速の関係,液体物性の効果について調べた。LBについて高速気流による分裂現象を調べた結果、分裂形態は気流速度との相対速度によって大きく変わり、液膜厚さによっても変わることが明らかになった。これについては数値シミュレ-ションによる計算についても検討を加えた。高速気流による液滴の分裂についても同様の実験が行われた。特に液滴間の相互干渉については、従来の研究報告とは異なる新しい知見が得られており、これについてはさらに詳細に調べる予定である。均一粒径LB生成に関する研究結果を以下に述べる。均一粒径LBを生成するには適当な空気流量と液体流量の組み合わせが必要である。空気流量を一定に保った状態で液体流量を徐々に大きくしていくとき、液体流量が小さすぎると大小のLBが不規則に生成されたり、複数の気泡を持ったLBが生成される。液体流量が大きすぎると大きな余滴を生じたり、長い中空液柱が形成される。LBの生成領域はノズル径が大きくなるにつれて広くなり、同一のノズルに対しては水,エチルアルコ-ル,グリセリン水溶液の順に広くなる。均一粒径LBを生成できる液体流量の下限は、少くとも液柱が十分に形成される大きさであり、上限は液柱が乱流状態にならない大きさである。