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本研究は、加熱により流れに加速を伴う気液二相流を空気ー水系で模擬し、その界面波動特性を実験的に調べることを目的としている。昨年度に製作した水平長方形流路実験装置を用いて、流動様式の遷移に対する加速の影響、および加速区間におけるじょう乱波の生成と発達の挙動を調べた。装置の概要と主な結果は以下の通りである。
(1)水平流路は幅が50mm、全長が助走部1840mm、加速部500mm、下流部1750mmで構成されるアクリル樹脂製であり、加速部では流路高さが30mmから10mmまで減少している。液膜厚さは流路底面に5mmの間隔で埋め込んだ電極間の電気コンダクタンスから測定される。これは、予め検定した液膜厚さと出力電圧との関係から求めた。
(2)目視観察により流動様式線図を作成し、従来の研究と比較・検討した結果、気体流速の大きい場合は単位流路幅あたりの液体流量と気体のみかけ速度を、気体流速の小さい場合は、液体、気体のみかけ速度をパラメ-タとして流動様式の分類を行うことが適切であることがわかった。
(3)加速部の各断面において測定した液膜厚さの時間変化の解析により、加速に伴う波形の変遷を明らかにした。助走部で発生した2次元波がペブル波、じょう乱波、リップル状の波へと発達していくが、波高の大きい波は増幅され発達を続けるが、小さい波は減衰して消滅していく状況が観測された。この間の変化は2断面間の相互相関からも明確にすることができ、さらに、そのピ-ク値から波の速度の変遷を定量的に明らかにした。
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