1985 Fiscal Year Annual Research Report
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60850113
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
川島 俊夫 東北大学, 工, 教授 (10005192)
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| Keywords | スラリー輸送 / 埋立工法 / ビンガム流体 / 軸対称噴流 / 摺動層流れ / 二重円管内流れ / 抗力減少 |
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| Research Abstract |
1.研究目的:土砂のパイプラインによる埋立工法において、従来のバージによる方法と特に異なる点は、流速が大きい状態で多量の搬送流体が土砂とともに放出されることである。その際の土砂が沈降拡散する範囲は、土砂スラリーの濃度、吐出量 吐出流速 粒度分布 沈降深さなどによって異なる。しかし、これらの相互関係については未だ明らかにされていない。それゆえ、本研究は、上記諸因子の相互関係を検討するとともに土砂スラリーの管内流動を明らかにし、上記工法の確立に資することを目的としたものである。
2.研究計画:上記目的を達成するため、本年度は、沈降拡散を検討する際の基礎となるSubmerged Jetを取り上げ、時に土砂スラリーは一般に非ニュートン流動を呈することを考慮に入れてビンガム流体の軸対称噴流の速度分布について実験的に検討する。さらに、土砂スラリーの管内流動、特に粒子群の挙動ならびに抗力減少について理論的ならびに実験的に明らかにする。
3.研究成果:計画に基づき研究を行った結果は、次の通りである。
(1) ビンガム流体の噴流に関する研究では、物性値が等しい流体では速度分布に相似性が認められる。しかし、噴出速度が等しい場合には、噴流幅は降伏値が大きくなるに従い小さくなることが分かった。
(2) 摺動層をともなう流れにおける粒子群の挙動に関する研究では摺動層の高さと平均流速との関係ならびに浮遊粒子の挙動を理論的に明らかにし、かつ実験によりこれを検証した。
(3) 低粘性流体の薄膜流を伴う高濃度スラリーの圧力損失を内管が移動する二重円管内流れのモデルより理論的に明らかにした。
(4) 微粒子添加による砂水スラリーの抗力減少に関する研究では、カオリナイトの添加により60%も抗力減少を生ずることを見い出し、それは管内濃度の減少に起因することを実験的に明らかにした。
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