円管壁面上を軸方向に流出する円形噴流の流動特性に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650215
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Kagoshima National College of Technology
• Principal Investigator: 中島 正弘 鹿児島工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70124170)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田畑 隆英 鹿児島工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (50290846) ; 椎 保幸 鹿児島工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (30270391) ; 江崎 秀司 鹿児島工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (40185111)
• Keywords: 乱流 / 計測 / 円形噴流 / 円形壁面 / 熱線流速計

Research Abstract

本年度は主として,円管の内壁面に沿う噴流の拡散に及ぼす円管壁面の影響を二次元熱線流速計システムを用いた乱流計測によって調べた.実験では,円滑壁面として直径500mm,長さ1000mmのアクリルパイプを,また噴流の流出円管として直径20mm,長さ1400mmの真鍮管を用いた.そして,円管内壁面に沿う円形噴流の平均流および乱流特性をスパン方向および下流方向について調べた.得られた結果の主なものは以下の通りである.
(1)各下流位置における最大速度を示す位置は下流に進むにつれて次第に減少し,噴流全体が壁面に偏向して流れるようになる.
(2)拡散方向の噴流半値幅の下流方向への変化は,平板に沿う円形噴流の場合とほとんど同様である.しかし,スパン方向の噴流半値幅の下流への変化は,平板に沿う円形噴流の場合と大きく異なり,拡散がスパン方向にかなり抑制されている.
(3)等速度線図から得られた結果から,噴流外縁部は壁面に沿って拡散するが,噴流中心部は円形壁面の影響を受けて,拡散が抑制されている.
(4)主流方向の速度変動成分の乱れ強さは,下流に進むにつれて次第に相似になり,自己保存性が現れてくる.
(5)拡散方向およびスパン方向の速度変動成分の乱れ強さの測定から,本流れ場の乱流構造は平板に沿う円形噴流の場合とは若干異なる構造である.