渦輪による気泡群の生成と輸送に関する研究

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25420114
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 内山 知実 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (90193911)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 混相流 / 気泡 / 渦輪 / 制御

Research Abstract

静止水中に向けて射出した渦輪による気泡群の生成と輸送について，実験的研究を実施した．本年度は，装置の製作と測定システムの整備，および渦輪と気泡の挙動の把握に注力した．おもな成果は以下のとおりである．
水を貯めるための透明アクリル製のタンク（幅300×奥行300×高さ600mm）を製作し，シリンダとピストンからなる渦輪射出装置をタンクの底面中央に設置した．ピストンを動作させるため，リニアスライダとサーボモータの駆動装置を作成した．また，シリンダ出口端に１本の注射針（孔径0.26mm）を設置した．注射針は細管を通してプランジャに接続し，上記ピストンの動作と連動させ，注射針から気泡を水中に注入する機構を作成した．　ピストンをシリンダ内で押上げて渦輪を水中に射出する際，注射針から多数の気泡を水中に連続的に注入し，渦輪と気泡の挙動を調べた．その結果，ピストンの押上げ速度（渦輪強度）に応じた現象を明らかにできた．すなわち，渦輪強度が低い場合には，渦核内部で気泡群を生成できず．気泡は浮力で上昇する．渦輪強度の増大につれて，生成される気泡量が増し，その輸送量と輸送距離も増大する．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実験装置の製作と測定システムの整備が完了し，実験的研究の準備が整った．
渦輪の渦運動による渦核内部における気泡群の生成について，渦輪の射出強度と気泡流量の影響は，明らかにされつつある．
しかし，気泡群の生成のメカニズムの詳細については，完全には把握できていない．

Strategy for Future Research Activity

研究の進捗状況は，おおむね良好である．
渦輪の併進運動による気泡群の輸送の解明に向け，当初の研究方法に従い，実験的研究を推進する．