2008 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロチューブ内気液二相スラグ流の圧力損失の測定
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19560179
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
南川 久人 The University of Shiga Prefecture, 工学部, 教授 (60190691)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安田 孝宏 滋賀県立大学, 工学部, 助教 (60347432)
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| Keywords | マイクロチューブ / 気液二相スラグ流 / 摩擦圧力損失 / ボイド率 |
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| Research Abstract |
マイクロチューブ内を流動する気液二相スラグ流の流動特性、特に圧力損失特性を明らかにするために、デジタルマイクロスコープを購入し、これを組み込む形で、マイクロチューブ実験流路系を新たに構築した。実験台の上に、堅固な板を置き、その上に実験装置を組み立てていった。気相にはコンプレッサーからの空気、液相には水を用いた。コンプレッサーからの圧縮空気を2系統に分け、それぞれに精密減圧弁を設けた。そしてその先の片側は管内径を徐々に細めながら気液混合部へ、もう片側は水を貯めた容器に圧力をかけた。圧力に押された水はやはり管内径を徐々に細めながら気液混合部へ向かい、空気と混合されて、マイクロチューブに入っていき、気液二相スラグ流を形成した。実験においては、マイクロチューブ内気液二相流特有と思われる、流動不安定がしばしば見られた。準定常時におけるボイド率と摩擦圧力降下特性は平成19年度に一通り調査したので、平成20年度は、この不安定流動状態の気液二相スラグ流を、本形態の装置ではある程度本質的なものであると考え、各条件で、どのような不安定流動が生じているかを本格的に調査した。その結果、デジタルマイクロスコープで測定した時系列の液体スラグと大気泡の長さに関する周期で調べたところ、スラグ流動は、非常に強い周期性を持っている場合と、そうでない場合の両方があること、周期性を持つ場合でも、類似の二周期が実際の一周期となっている場合もあった。また、時間が約3分経過すると、どの流れも変化してしまい、もとの流れとは少なくとも周期のパターンが、大きく変化する場合には周期性が変化してしまう場合も確認された。このように、マイクロチューブ内を流動する気液二相スラグ流は、不安定性を顕著に持つ、複雑で変化しやすい流れであることが確認できた。
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