1999 Fiscal Year Annual Research Report
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11650185
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
加藤 健司 大阪市立大学, 工学部, 助教授 (10177438)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東 恒雄 大阪市立大学, 工学部, 教授 (40047329)
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| Keywords | 液膜流 / 波 / 水平円柱 / 遠心力 / 表面張力 / はく離 |
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| Research Abstract |
水平円柱側壁に沿って流下する液膜表面に現れる筋状の波動について,その下流方向への増幅ならびに波の液膜からのはく離機構を実験的,理論的に検討を行った.本年度に得られた結果は次のように要約できる.
1.水およびエタノール水溶液を用い,種々の流量において流下方向への波の増幅率を測定した.波の発生位置では,作用する遠心力,重力,粘性力および表面張力は互いに釣り合っていると考えられる.下流方向に液膜が加速され,遠心力が増加すること,および波を抑制する重力の円柱中心方向への成分が減少することにより,上記力の釣り合いが崩れ,波は増幅するものと考えられる.波の増幅に対する一つの運動方程式を提案し,解析を行ったところ,その結果は実験値と大体一致した.
2.波が増幅した下流域では,波の山の一部が液膜からちぎれ,はく離する様子が観察される.種々の条件下で,はく離した流量の全体に対する割合の測定を行った.はく離する部分は主に波の山部であり,谷の部分はそのまま円柱に沿って流下することが確認された.
3.波のはく離が生じる位置を写真撮影により測定した.波の振幅が大きくなると,周囲流体から波の山部へ流入する流量が増え,その粘性抵抗が無視できなくなる.波の山部内に発生する負圧が,この粘性抵抗に打ち勝つことができなくなると,波の山部根元にくびれを生じ,はく離に至ると考えられる.この考察に基づき,はく離が生じる一つの条件式を提案した.はく離位置の測定結果は,この条件式により整理することができた.
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