2002 Fiscal Year Annual Research Report
キャビテーションの有効利用による水中ウォータージェットの性能向上に関する研究
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12555044
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| Research Institution | HOKKAIDO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
藤川 重雄 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70111937)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺崎 尚嗣 (株)スギノマシン, 研究員
早川 道雄 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80002038)
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| Keywords | 水中ウォータージェット / キャビテーション / 気泡 / 衝撃圧 / 洗浄 / ばり取り / 殺菌 / 分解・合成 |
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| Research Abstract |
本研究は,キャビテーション発生を伴う水中ウォータージェットを各種産業分野で有効に利用するために,通常用いられているものよりも低い噴射圧力で利用可能な,安全で効率の良い水中ウォータージェットの開発を目的とするものである。本年度は,キャビテーションを有効利用する技術の一つとして近年注目されている水中ウォータージェットによる有機化合物の分解に関する実験,および気液2相流の新たな計算法の開発をおこなった.
有機化合物の分解実験には最高吐出圧力2MPaのポンプで駆動される回流式水中ウォータージェット装置を使用し,有機化合物を含む試験水としてインジゴカルミン水溶液を用いた.実験の結果,次のことが明らかになった.
(1)ジェット噴射圧力が従来の1/10以下の水中ウォータージェットによって,有機化合物を酸化分解させることが十分可能である.
(2)単孔あるいは多孔オリフィスで発生した気液2相流を,収縮・拡大管により加速,減速させる方法および固体壁に衝突させる方法によって,管内オリフィス・ジェットの場合よりも有機化合物の分解率を著しく高めることができる.
本研究で開発した気液2相流の計算法の主要な特徴は,気液界面(気泡壁)における液相の圧力変化および相変化を2流体モデルに組み入れた点にある,これによって,水中ウォータージェット流れにおいて本質的に重要なキャビテーション気泡収縮時における高圧力の発生を取り扱うことが可能になった.
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[Publications] 佐藤庄平: "キャビテーション気泡で可視化された円形噴流中の渦構造"日本流体力学会誌(年会2002講演論文集). 21(別冊). 324-325 (2002)
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[Publications] 江頭 竜: "キャビテーションを伴う水中ウォータージェットの流れ場の定式化"日本機械学会2002年度年次大会講演会後援論文集. 02-1(III). 113-114 (2002)
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[Publications] 中野健太: "水中ウォータージェット噴射時に発生するキャビテーション気泡の観察"日本機械学会論文集(B編). 69・678. 112-119 (2003)
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[Publications] K.Tsujita: "Decomposition of organic compound by moderately weak submerged water jet with cavitation"The 4^<th> JSME-ASME Fluids Engineering Conference. (発表予定). (2003)
