液ジェットの液表面衝突による気ほうの巻き込み現象を応用した新型抽気装置の開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09555233
• Research Institution: Kagoshima National College of Technology
• Principal Investigator: 江崎 秀司 鹿児島工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (40185111)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古川 雅裕 三洋電機, 吸収式技術部, 研究員 ; 椎 保幸 鹿児島工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (30270391) ; 中島 正弘 鹿児島工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70124170)
• Keywords: ノズル / 二相流 / 気ほう / ジェット / 気体エントレインメント

Research Abstract

平成9年度は,圧力が大気圧の1/100以下であり,水蒸気-水系である実際の条件の代わりに,大気圧下における空気-水系を用いて,水ジェットによる気ほうの巻き込み量の測定など,主に基礎的部分に重点を置いた実験を行うためのノズルおよび抽気装置設計に必要な基礎データの収集を行った.
今回,特にノズル穴の個数の影響を調査するため,液ジェットノズルの穴個数が4個および9個の場合について,ノズルの穴径,ノズルから噴出した水ジェットが衝突する液面までのノズル高さ,水ジェットの噴出速度およびノズルをガイドする供試管の内径を変えた実験を行い,巻き込まれる気ほう量である気体エントレインメント量に関係すると考えられる諸パラメータの影響を調査した.
本年度の実験で得られた知見は,以下の示す通りである.
(1)供試管内に形成された液面からのノズルの高さが高いほど,気体のエントレインメント流量は増大する.
(2)水ジェットの速度は大きいほど,ジェットの液面への突入エネルギーが大きいため,気体のエントレインメント流量は増大する.
(3)ノズルの個数を4個および9個に増加させても,気体エントレインメント流量はノズル穴1個の場合に得られた実験結果とほとんど変わらない.
以上のように,穴の個数を変えても,ノズル穴1個の場合とほとんど同じ結果になっているが,これはノズル穴が近接しており,個々のノズル穴から噴出した水ジェットがそれぞれ独立して液面に衝突せずに,噴出した直後,合体して見かけ上1本の水ジェットとなって液面に衝突しているためである.したがって,次年度はノズル穴のピッチを変化させて,実験を行う予定である.