均一粒径Liquid Bubbleの高速気流による変形・分裂機構と抗力係数

Research Project

Project/Area Number	62550138
Research Category	Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Fluid engineering
Research Institution	Ichinoseki National College of Technology
Principal Investigator	吉田照彦一関工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (60149903)
Project Period (FY)	1987
Project Status	Completed (Fiscal Year 1987)
Budget Amount *help	¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000) Fiscal Year 1987: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords	Liquid Bubble / 高速気流 / 変形・分裂機構 / 抗力係数 / 衝撃波 / ホログラフィ干渉計法
Research Abstract	ノズル径の異なる三種類のノズルを用い, 液体流量, 気体流量を変えることによって広範囲にわたる大きさのLiguid Bubbleを生成した. 空気吸引型風胴を用い, Liguid Bubbleが気流にさらされて変形・分裂するようすをストロボスコープを用いて詳細に調べた. また瞬間写真撮影し変形・分裂機構を調べた. 実験の結果, Liguid Bubbleは液膜厚さによって変形・分裂機構の異なることが明らかになった. またLiguid Bubbleの相当直径Deg=DbDi/(Db+Di), Db,DiはそれぞれLiguid Bubbleの外形と内径, と気流とLiguid Bubbleの相対速度によってどのような分裂形態を呈するかを調べた. また多数の瞬間写真からLiguid Bubbleが微小時間に移動する距離を調べ, 速度, 加速度を測定して効力係数を調べた. Liguid Bubbleの変形・分裂に関連して液滴が高速気流によって変形・分裂するようすをホログラフィ干渉計法により調べた. 特に多数の液滴群に高速気流が当たるという実際の現象を考慮し, 二列の液滴列に衝撃波が衝突した場合の液滴の変形・分裂機構を調べた. 実験の結果, 高速気流にさらされた液滴は初めはあまり移動しないが, ある程度時間が経過すると大きく移動していくこと, 一列目の液滴は二列目の液滴より大きく移動すること, 液滴から生ずるミストの飛散領域は初期段階では一列目の液滴からの方が大きく, 後期段階では二列目の液滴からの方が大きいこと, 分裂時間, すなわち液滴が分裂し終わるまでの時間は単一液滴の場合より大きいこと, が明らかとなった. なおホログラフィ干渉計写真撮影は東北大学高速力学研究所で行った. 使用したフィルムはAgfa10E75である.