| 研究課題/領域番号 |
02650444
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
資源開発工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
朝倉 國臣 北海道大学, 工学部, 助手 (20002305)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1991
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| 研究課題ステータス |
完了 (1991年度)
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| 配分額 *注記 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1991年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1990年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | 固液二相流 / 混相流 / 速度分布 / 濃度分布 / 濃度変動 / 垂直管 / 固液混相流 / 乱れ / 電極法 / スペクトル |
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| 研究概要 |
3種のガラス球と1種の中立浮遊粒子を垂直管で流送し、粒子の局所平均速度と濃度の分布および濃度変動を求めた。その結果得られた主な結論を以下に示す。
1)粒子の局所速度分布は粒子の沈降速度に大きく影響を受ける。沈降速度の高い粒子の速度分布は上昇流で管中央の速度が低い平坦な分布になり、下降流では逆に管中央の速度が高い鋭い分布形状になる。他方、沈降速度の低い粒子では上昇流と下降流の違いは少ない。
2)濃度分布は上昇流と下降流で分布形を管中央の濃度が高い逆U字形から管壁の濃度が高いU字形に変わるタイプと分布形状を変えないタイプの2種類になる。上昇および下降流の濃度分布は沈降速度の高い粒子の場合には個々の粒子に作用するSoffman力によって説明でき、ポリスチレン粒子の分布形状はBagnoldの分散応力によって説明できるが0.48mmガラス球の分布の説明は困難である。
3)濃度変動の測定は波数で320の領域で行った。濃度変動の空間的な平均強さと積分スケ-ルのいずれの場合も下降流は上昇流と比較して穏やかになる。また0.48mmガラス粒子の濃度変動は乱れの空間的な平均強さと積分スケ-ルのいずれにおいても速度および濃度の影響が少なく、中立浮遊粒子を含む他の粒子と異なった挙動を示す。したがって垂直管内の乱れの形成にとっては粒子の沈降速度よりも粒子径の影響が大きいと考えられる。
4)下降流と上昇流では壁ぎわが濃くなる0.48mmガラス粒子の濃度分布の説明には、変動の分布値の現象論的な説明に加え、その原因となる力学的解明が必要であるが、これについては今後の課題として残った。また粒子の伴流による粒子の相互作用など流れの微細構造を基にした流れの分析についても同様である。
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