1992 Fiscal Year Annual Research Report
自由液膜流の乱流遷移現象の解明とこれを応用した新しい液体微粒化法の確立
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03650156
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
東 恒雄 大阪市立大学, 工学部, 教授 (40047329)
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| Keywords | 乱流遷移 / 境界層 / 液膜流れ / 微粒化 / 安定性 / 回転円板 / 希薄高分子溶液 / 放射状流れ |
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| Research Abstract |
本研究は、円板に沿って放射状に流れる液膜をつくり、円板上で層流境界層形速度分布を発達させたのち、円板周端から液膜を大気中に放出させて自由液膜流れにすると、層流から乱流への急激な遷移が生じることを明らかにし、さらにこの遷移を応用して液体の微粒化を行うことを目的としている。また、円板を回転させて、円板上でねじれ形3次元境界層を発達させた場合、遷移や微粒化がどのように変化するかを明らかにすることも目的である。申請年度内の研究により以下のことを明らかにしえた。
1.円板上で起こる遷移について。
(1)壁面圧力の測定、液面性状の高速度写真撮影、線形安定性理論による考察などより、放射状液膜流れの遷移は平板境界層と同質の遷移である。
(2)高分子の微量添加により遷移は促進される。
(3)円板を回転させた場合、円板回転が流れに及ぼす影響が小さいときには遷移を抑制し、回転の影響が増大すると遷移を促進する。
2.自由液膜流れの遷移について。
(4)円板周端のすぐ下流の、速度分布が境界層形から一様なものに変化する過渡的な区間において、液膜内部の撹乱の増幅により遷移が生じる。
(5)自由液膜において円板周端より増幅する撹乱は円板上で増幅する撹乱とは異質のものである。
3.微粒化について。
(6)レイノルズ数を高め、同時に液膜厚さを減少させることにより、遷移を応用した微粒化は可能である。
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[Publications] Tsuneo AZUMA: "Stability and Transition to Turbulence of Thin Liquid Film Flow Along a Rotating Disk" American Soc.of Mech.Eng.,Fluid Eng.Div.114. 97-102 (1991)
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[Publications] Tsuneo AZUMA: "Laminar-Turbulent Transition in Thin Liquid Film Flow of Dilute Polymer Solution" Proc.Int.Conf.Multiphase Flows '91 Tsukuba. 1. 323-326 (1991)
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[Publications] 東 恒雄: "回転円板に沿う放射状液膜流れの乱流遷移に関する研究(第3報,層流速度分布の数値計算)" 日本機械学会論文集(B編). 58. 1005-1010 (1992)
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[Publications] 東 恒雄: "放射状液膜流れの安定性に関する実験的研究" 日本機械学会論文集(B編). 58. 1051-1055 (1992)
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[Publications] 東 恒雄: "回転円板に沿う放射状液膜流れの乱流遷移に関する研究(第4報,線形安定性理論による考察)" 日本機械学会論文集(B編). 58. 2699-2706 (1992)
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[Publications] Tsuneo AZUMA: "Laminar-Turbulent Transition of Thin Radial Liquid Film Flow" Proc.3rd World Conf.Experimental Heat Transfer,Fluid Mechanics and Thermodynamics. 7 (1993)
