1995 Fiscal Year Annual Research Report
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06402054
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
加藤 洋治 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00010695)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 正二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60219277)
小村 隆士 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10010894)
山口 一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (20166622)
宮田 秀明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70111474)
藤野 正隆 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10010787)
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| Keywords | キャビテーション / 熱伝達 / 物質伝達 / 熱的影響 / 高温水 / 実験 / 数値計算 |
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| Research Abstract |
昨年度設計・制作した高温水用キャビテーション・タンネルを使用して、本格的な実験を開始した。キャビテーション発生体として2次元ベンチュリを用い、実験遂行時に遭遇した種々の問題点を克服して、目視と写真撮影によるキャビテーション観測とともに、サーミスタを用いたキャビティ内温度分布計測を行った。水温は40℃〜140℃、流速は8m/s〜14m/sの範囲で実験した。また、上流にStimulatorを取り付けて境界層の厚さを変える実験も行った。得られた結果は、以下の通りである。
1.キャビテーション数が小さくなってキャビティが大きくなると、キャビティ内の温度低下量も大きくなり、最大で1.5℃を越える。
2.キャビティ内の温度低下量は、キャビティ前縁側で大きい。
3.水温が高いほど、キャビティ内の温度低下量が大きい。
4.流速が大きいほど、キャビティ内の温度低下量が大きい。
5.Stimulatorを付けて境界層を厚くすると、キャビティ内の温度低下量が大きくなる。これは、キャビティ内の温度低下量に関わる長さのパラメータがキャビティ前縁部のキャビティ厚さであることを示唆している。
6.キャビティ内の温度低下量を無次元圧力低下量に変換し、流場の熱的影響を表すパラメータZで整理した結果、これまでの他の実験データと同じく、比例関係にあることが明らかになった。また、温度低下量は流速の1.4〜1.7乗に比例しており、これも、Zファクターの妥当性を示している。
7.これらの実験結果・解析結果は全て合理的であり、本実験の妥当性を示している。
上記実験の他に、「熱力学的気泡2相流モデル」と名付けた新しい気泡流モデルを用いて、相変化に熱的影響を含んだ非定常粘性流の計算を、差分法を用いて行った。本計算はまだ試計算段階であるが、定性的傾向は良く促えられており、有望な計算法であることが示された。
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[Publications] 鴨野博道: "熱力学的気泡二相流としてのキャビテーションのモデル化" 日本機械学会第73期全国大会講演論文集. Vol.III. 152-153 (1995)
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[Publications] 前田正二: "高温キャビテーションタンネルにおけるキャビティ内温度測定" 第8回キャビテーションに関するシンポジウム論文集. 133-136 (1995)
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[Publications] H.Kato: "Temperature Depression in Cavity" Proc.of Symp.on Cavitation and Gas-Liquid Fluid Machin.and Devices. (1996)
