油の流れの局所的微小温度分布のレーザー干渉計測法の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450078
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 鷲尾 誠一 岡山大学, 工学部, 教授 (20026222)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 篤正 岡山大学, 工学部, 助教授 (60174918) ; 高橋 智 岡山大学, 工学部, 助手 (20236277)
• Keywords: 油 / 発熱 / 冷却能力 / 気泡 / キャビテーション / 帯電 / オイルクーラー

Research Abstract

1)温度差を与えた2平行平板間に流れる油の温度分布・流速分布の数値計算を行った.短形流路の高さ・流量を変えて計算した結果,流量の対数に比例して冷却能力が上がることがわかった.即ち,主に層流熱伝達によって冷却を行っているオイルクーラーでは,流量を上げるだけでは冷却能力はそれほど上がらないことがわかった.冷却効率を高めるためには,流れを乱し,冷却面近傍の油と冷却されていない油とを積極的に混ぜる必要がある.
2)気泡の圧縮前後の挙動を調べるために重要な,単一気泡発生装置を制作した.発生させる気泡径の範囲は限られているが,気泡一つだけ発生させることが可能であり,本来の目的を達成することができる.また過渡的に圧力上昇させたときの気泡の挙動を観察するための容器を製作した.
3)絞りの油の流れを観察すると,絞り部に流線がはっきりと見える.この流線の温度を熱電対によって測定した結果,キャビテーション発生時には周りの油に比べ最大2℃もの温度上昇があることがわかった.さらに絞り内部に直接熱電対を取り付けて流量を上げ,キャビテーションを発生させると,同様の温度上昇が見られた.速度境界層幅を10μm程度に考え,流体の変形による発熱量を計算すると,この程度の油温の上昇があり得ることから,この流線は,油の速度上昇による屈折率の変化によって光が曲げられた結果生じたものであることがわかった.またキャビテーション発生時における発光現象を,超高感度カメラを用いて撮影することに成功し,フォトマルによる発光強度の測定,針先の電位の測定を同時に行うことによって,両者の間に関係があることを明らかにした.

Research Products

• [Publications] 鷲尾誠一: "温度勾配のある油の流れに関する研究"平成11年春期フルイドパワーシステム講演会講演論文集. 31-33 (1999)
• [Publications] 鷲尾誠一: "光干渉法を用いた油の屈折率・体積弾性係数の測定"第20回日本熱物性シンポジウム講演論文集. 205-208 (1999)
• [Publications] 鷲尾誠一: "針状突起における油のキャビテーション初生の観察"第10回キャビテーションに関するシンポジウム. 67-70 (1999)
• [Publications] 鷲尾誠一: "針状突起を使った油のキャビテーション初生の観察"日本機械学会中国四国支部第38期総会・講演会講演論文集. (2000)