キャビテーション損傷に関与する液体マイクロジェットの局所影響評価

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62460093
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 木本 日出夫 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (70029495)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村上 芳則 大阪大学, 基礎工学部, 助手 (90029497) ; 辻本 良信 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (50112024)
• Keywords: キャビテーション / 気泡の挙動 / 衝撃圧力 / キャビテーション損傷 / マイクロジェット / 衝撃波 / 局所圧力センサ

Research Abstract

1.キャビテーション気泡の挙動を高速かつ簡易に観測するために、CCDリニアイメージセンサ、A/D変換器、バッファメモリ・パーソナルコンピュータシステムを試作し、この実用価値の高いことを確認した。
そして、キャビテーション気泡は2〜3回目の収縮時にも固体壁面上に到達してマイクロジェットを発生し、固体壁面に損傷を与える可能性のあることを明らかにした。
2.液体マイクロジェットと同程度の受圧面寸法を持つ局所圧力変換素子を試作して局所圧力センサを作成し、液体マイクロジェットによって生ずる衝撃圧力波形を衝撃波によるものと分離計測し、以下の結果を得た。
(1) 液体マイクロジェットによって固体壁面に作用する衝撃圧力は、1〜2MPa程度であり、その圧力波形は"よどみ圧力"的である。しかし、その圧力作用の持続時間は80μs程度に渡る場合もあり、またその作用範囲は直径2〜3mmの領域に及んでいる。
(2) 衝撃波による衝撃圧力は30MPa程度の場合もあるが、その発生源は局在しており、測定データのバラツキが大きい。また、気泡中心直下の固体壁面上よりも1〜2mm離れた場所で最大衝撃圧力値が観測される場合もある。
(3) 以上の結果より、固体壁面上に形成されるキャビテーション損傷の中でスタンプ状損傷は液体マイクロジェットによって、またピット状損傷は衝撃波によって形成されると考えられる。

Research Products

• [Publications] Hideo KIMOTO: International Symposium on Cavitation Research Facillities and Techniques,Pub.by the American Society of Mechnical Engineers.FED-57. 217-224 (1987)
• [Publications] 木本日出夫,花原和之: 日本機械学会論文集(B編). 55. 8-12 (1989)
• [Publications] 木本日出夫,関口恭裕: 日本機械学会論文集(B編).
• [Publications] 木本日出夫,関口恭裕: 日本機械学会論文集(B編).
• [Publications] 木本日出夫,関口恭裕: 日本機械学会論文集(B編).