| 研究概要 |
(1) 超音波パルスのドップラー効果を利用した計測装置とデジタルカメラを用いた画像処理装置を開発した.その計測システムは二相瞬時流速分布を計測でき,そのデータを統計処理することにより,気液両相の流速分布,ボイド率分布,連続相である液相内の乱れ強度分布,気泡周りの液相内の速度場が計測できる.
(2) 流れが十分発達した気泡流では,流れは連続相である水の流速分布に支配され,水の流速分布は水単相流に比べると平坦となり,気泡は浮力と界面の抗力の差により上昇するため気液相の速度差は流路断面内でほぼ一定となる.
(3) 気泡流のボイド率分布は,水相の流速分布が平坦なため,壁近傍を除けばほぼ平坦となる.
(4) 連続相の主流速度の乱れ強度を水単相流の乱れ強度の比を乱れの促進効果と定義する.気泡の存在は乱れの撹乱効果と散逸効果があり,ボイド率が約0.3%以下の場合には乱れの散逸効果が卓越し,0.5%以上ではボイド率の増加するほど,並び,壁面から離れるほど乱れを促進する.
(5) 気泡周りの液相の流れの構造は,気泡の上昇挙動にのみ影響される境界層,気泡の上昇挙動と水の主流部の流れの双方に影響される遷移領域,並びに,気泡の上昇挙動の影響を受けない主流部に分類できる.
(6) 気泡表面に沿う境界層は気泡の挙動に強く依存し,その厚さは,平均気泡径に比例して増加し,ボイド率(気泡間距離)の増加にともない僅かに減少する.また,気泡表面から主流部までの距離は,平均気泡径とともに増加し,ボイド率の増加にともない僅かに減少する.そして,これらの層の厚さに関する経験式を得た.
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