| 研究課題/領域番号 |
02402026
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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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| 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 |
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| 研究概要 |
液中化学反応は無数にあるので、乱流混合との関係を調べるには適切な反応を選択することが重要である。このため、特に分光的に測定するのに適し、反応定数がよく調べられている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を利用することとして、そのスペクトル特性を詳細に調ベ、これまでに開発した光ファイバー多色変動濃度計で測定できることを確認した。反応流実験として、150mmの正方形断面、長さ、840mmのオーバーフロー付の1ナフトールのアルカリ緩衝液流中にノズルよりジアゾベンゼンスルフォン酸水溶液を噴出する反応器を製作した。各液はヘッドタンクより供給され、反応生成物はオーバーフローにより回収される。反応のない場合の噴流の速度分布、濃度分布特性をLDV、濃度計で確認したのち、初期濃度比を10、20と変えて測定した、その結果、従来、測定された例のないこの反応の濃度変動が開発した多色濃度計で正確に測定できることが確かめられた。中心軸上の生成されたモノアゾ染料の濃度分布から、噴流のポテンシアルコアが崩れてから自己保存形に発達するまでの間に混合が分子スケールまで進むことが明らかになった。さらに噴流の半径方向の各物質の濃度分布を測定した。
管内拡散については昨年度と染料の注入角度を変え、さらに詳細に濃度分布を測定し、管軸を含む断面内の平均濃度分布、変動濃度の強さ分布が自己相似となること、また断面内の等濃度線が中央がくびれた特徴的な形となることを明らかにした。
反応乱流のシミュレーションとして有望な伊藤型確率微分方程式に基づく一様乱流内の点源拡散を新しい複合モデルで計算し実験とよく一致することを明らかにした。またpdf法の計算を行い、この有効性を明らかにした。
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