| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石毛 忠志 (株)栗本鉄工所, 鉄構技術開発部, 部長
祖山 均 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (90211995)
佐藤 恵一 金沢工業大学, 教授 (50113030)
伊藤 幸雄 八戸工業大学, 工学部, 助教授 (70006196)
井小萩 利明 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (90091652)
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| Research Abstract |
超高速マイクロ液流状態における流動機構の解明を目的として,まず,液体として超純水を取り上げて,超純水の超高速状態における特性としてキャビテーション特性を詳細に調べた。次に,翼列翼形まわりの流れ,ノズル内部およびノズル吐出し部の流れ等を取り上げて,実験および数値解析を行い,以下のことが明らかになった。
1.実験に使用した超純水は,有機物は254nm以下,TOCは10ppb以下,無機物については抵抗率18MΩ/cm以上と極めて純度の高い水であるが,試料水中の微少空気溶解量の測定に適した沼知の方法により,キャビテーションの発生に深く係わる超純水中の空気含有度を測定した結果,超純水の空気含有度は,水道水等に比較して,10%以上大きいことが明らかになった。すなわち,超純水は,有機物・無機物の粒子や,イオンなどはほとんど含有されていないが,空気含有度は比較的高いことから,キャビテーション核として気泡核が十分に存在し,キャビテーションは発生し易いと考えられる。
2.翼列翼形まわりの流れにおいては,翼形の微小前縁形状差により,サブキャビテーション性能およびスーパキャビテーション性能が大きく異なることを実験的に明らかにした。また,その原因が前縁近傍のはく離に係わっている可能性を数値解析により示し,その最適形状を求めた。したがって,マイクロオーダのはく離を考慮することにより,既存の流体機械の効率を改善することも可能であることを示した。
3.超高速での流れパターンを詳細に調べるために,超高速気中水噴流および超高速水中水噴流の流れパターンの観察および壊食試験を行い,特に,水中水噴流では,噴流が周期的変動を生じる興味深い結果を得た。また,壊食性もこの噴流の変動性に深く係わることを明らかにした。
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