2007 Fiscal Year Annual Research Report
単孔ホールノズル内キャビテーションと微粒化促進機構の解明
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18560170
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
宋 明良 Kobe University, 工学研究科, 助教 (20314502)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冨山 明男 神戸大学, 工学研究科, 教授 (30211402)
細川 茂雄 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (10252793)
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| Keywords | 微粒化 / キャビテーション / ノズル / 圧力噴射弁 |
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| Research Abstract |
ノズル内キャビテーションによる液体噴流の微粒化促進機構を解明するために、光学系に工夫を施した2次元ノズル可視化・計測実験装置を作成し、ノズル内キャビテーション挙動と液体噴流界面変形過程の同時高速度撮影及びノズル内液相速度計測を行った。また、キャビテーションと液体噴流挙動に及ぼすノズル幾何形状の影響を調べ、様々な形状のノズルにおいてキャビテーションの発達を予測できる無次元数を調べた。次に単孔ホールノズル内キャビテーションによる微粒化促進機構を解明するために、2次元ノズルを用いて得た知見に基づき、キャビテーションは側面から、噴流界面は正面から同時に撮影する実験装置を作成し、両者の同時高速度撮影を行った。また、界面追跡モデル、気泡追跡モデル、多流体モデル、ラージ・エディ・シミュレーションに基づく3次元混相乱流数値計算プログラムを作成し、ノズル内キャビテーションの数値予測が可能か検討した。その結果、以下の結論を得た。
1. 2次元ノズル内でキャビテーションが発達すると、ノズル出口付近においてキャビテーション気泡群が放出され、その崩壊跡に生じる強い組織的乱れが噴流界面における液糸形成を誘起し、微粒化を促進する。2. ノズルの幾何形状がキャビテーションの厚さ及び発達に及ぼす影響を明らかにした。3. 様々な形状のノズルにおいてキャビテーションの発達を予測できる無次元数を明らかにした。4. 単孔ホールノズル内でもキャビテーション気泡群の放出・崩壊跡に液糸が形成される。5. ノズル内キャビテーションの3次元数値シミュレーションを実現できる見通しを得た。
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