| 研究課題/領域番号 |
02402026
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| 研究種目 |
一般研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
中村 育雄 名古屋大学, 工学部, 教授 (00023127)
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| 研究分担者 |
山下 新太郎 岐阜大学, 工学部, 教授 (20023236)
角田 博之 名古屋大学, 工学部, 助手 (10207433)
櫛田 武広 名古屋大学, 工学部, 助手 (90109281)
酒井 康彦 名古屋大学, 工学部, 助教授 (20162274)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1992
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| 研究課題ステータス |
完了 (1992年度)
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| 配分額 *注記 |
32,100千円 (直接経費: 32,100千円)
1992年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1991年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
1990年度: 27,300千円 (直接経費: 27,300千円)
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| キーワード | 化学反応 / 乱流混合 / 2成分同軸噴流 / 濃度相関係数 / 多成分変動濃度計 / レーザ流速計 / 確率過程モデル / ランダムフーリエモード法 / レ-ザ流速計 / ランダムフ-リエモ-ド法 |
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| 研究概要 |
化学反応の多くは液体中で生じ、特に生物工学では化学反応はほとんどが液中で生ずる。また、このような化学反応は流動混合、拡散の影響を強く受ける拡散律速反応であるが、このような液中反応乱流の現象の研究は非常に少ない。本研究はこの反応乱流の基礎研究である。
まず、基礎研究に適した反応として、1ナフトールとジアゾベンゼンスルフォン酸のアゾ結合の特性を調べた(購入分光光度計利用)。次に空間の一点での反応成分の濃度を測定するため直径10μmの光ファイバープローブを開発した。また改善された光ファイバー式多色濃度計を製作した。反応流路として150mmの正方形断面、長さ840mmのアクリル製の装置を製作して速度分布、変動速度分布を測定した(購入光ファイバーLDV利用)。この装置で上記の反応を調べ、中心軸上の反応生成物の濃度変化、生成物の変動濃度変化、2成分の濃度相関分布を明らかにした。多成分物質の管内混合の研究としては内径100mm、全長2000mmの管路を製作し管壁よりの点源拡散を測定した。その結果、管軸断面の平均濃度、変動濃度のrms値分布が自己保存分布をなすと云う著しい特徴を見出した。また管断面内の平均濃度、変動濃度の等値線を求めプルームの広がりを明らかにした。シミュレーションについてはランダムフーリエモードとランダムフライトモデルを複合させたモデルで円柱周りの拡散を調ベた。また、pdf法により分子混合モデルを調べた。これらの結果を実験と比較するため、一様乱流場の点源拡散と、これが球によって乱された場合の実験的研究を行った。そして球に近づく乱流拡散場の濃度pdfの変化が収支方程式によって説明できること、pdfの歪み度の変化が球に近いところで急であることを見出した。またフラクタル解析を行い、流れ場の変形が濃度フラクタルに影響しないことが明かとなった。さらに同軸2色噴流の混合過程を測定し混合の進行を調ベた。
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