1989 Fiscal Year Annual Research Report
エアリフトポンプとジェットポンプとの連合運転によるマンガン団塊揚鉱システムの開発
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63850135
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| Research Institution | TOHOKU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
益山 忠 東北大学, 工学部, 助教授 (30005459)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
畠山 信夫 東北大学, 工学部, 教務系技官 (40159091)
高橋 弘 東北大学, 工学部, 助手 (90188045)
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| Keywords | エアリフトポンプ / ジェットポンプ / マンガン団塊 / 揚鉱システム / 気液固三相流 |
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| Research Abstract |
1.研究目的:エアリフトポンプによるマンガン団塊揚鉱システムは、機械類の保守管理の面で優れているが、注入空気の膨張に伴い、空気、海水、マンガンノジュ-ルから成る気体固三相の流速が大きくなるため揚鉱管の摩耗破損が懸念されている。本研究が目指すシステムにおいては、ジェットポンプが揚程の一部を負担するため、エアリフトポンプのみの場合よりも注入空気量を減すことができる。この注入空気量の減少は、管内流速の低下につながり、管路摩耗の軽減をもたらす。それゆえ本研究は、既往の揚鉱システムでは検討されていないエアリフトポンプとジェットポンプとの連合運転によるマンガン団塊揚鉱システムを開発し、マンガン団塊揚鉱システムに資することを目的とする。
2.研究計画:上記目的を達成するため、本年度は下記の研究計画を立て実施した。(1)気液固三相流の管内流れの基礎式について検討する。(2)垂直管内気液固三相流の流動様式判別法について検討する。(3)環状ジェットノズルを有するジェットポンプとエアリフトポンプとの連合運転による揚水特性について調べる。
3.研究成果:(1)局所における気液固三相流の基礎方程式を特性関数を用いて定式化し、半径方向の分布を考慮に入れた一次元基礎方程式を提示しえた。なお、この基礎方程式を応用するためには、各相のドリフト速度、分布パラメ-タならびに壁面における応力、熱流束などの構成方程式を与える必要がある。(2)垂直管内気液固三相流の差圧変動の確率密度関数分布と流動状態との関係を調べた結果、気泡流は単峰分布を呈し、スラグ流は双峰分布を示すことから流動の判別が可能であることが分かった。(3)上記の両ポンプの連合運転による揚水特性ならびに連結順序について実験的に調べた結果、エアリフト・ジェットポンプ方式の方がジェットポンプ・エアリフト方式より揚水特性が良いことが分かった。
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Research Products
(2 results)
