触媒性のある壁面上の反応性混合気体の流れに対する希薄化の影響

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650163
• Research Institution: Okayama University, Faculty of Engineering
• Principal Investigator: 山本 恭二 岡山大学, 工学部, 教授 (80026103)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西溪 敏行 岡山大学, 工学部, 助手 (70164556)
• Keywords: 希薄気体 / 触媒壁 / 反応性気体 / 気体・固体干渉

Research Abstract

反応性のある2成分混合気体が、触媒性平面壁で反応する場合に、気体の希薄化がもたらす影響について理論的に調べた。ボルツマン方程式の模型方程式を基にして漸近理論を展開することにより、流れと壁面近傍に現れるクヌーセン層の解析を行い、準流体力学的領域で用いられるべき方程式とそれに対する滑り境界条件がどうあるべきかを調べた。その結果、温度のとびは、気体分子の混合比によって異なり、比によってはとびの値が正にも負にもなることが解った。
触媒性のある壁面での分子の挙動を解析し、反応のメカニズム、反応分子や反射分子の持つ分子速度分布がどのようであるかを明らかにしようという目的のため、固体壁(Ptを取る)と気体分子(Xeを取る)の干渉を分子動力学法を用いて調べた。具体的には、クエット流の解析を行い、壁面でのすべりの様子、反射分子の持つ速度分布を調べた。その結果、壁面での分子の反射は、通常用いられている拡散反射とは異なること、その度合は、クヌーセン数が大きいほど大きいことが明らかにされた。
円管を通る気体のコンダクタンスを、円管が高温に熱せられているときは、実験的に求めた。その結果、壁温が高くなるほど、希薄度が小さいときのコンダクタンスは下がること、希薄度が大きくなるにつれ、この減少は小さくなることが示された。

Research Products

• [Publications] K.Yamamoto,T.Nishitani: "Rarefied Gas Flow of a Ternary Mixture over a Catalytic Wall" Rarefied Gas Dynamics (ed.Harvey,Oxford). Vol.1. 237-243 (1995)
• [Publications] M.Nishida,K.Yamamoto et al: "Wall Slip Condition of Vibrational Temperature" Rarefied Gas Dynamics (ed.Harvey,Oxford). Vol.2. 981-987 (1995)