管内固液二相流の局所変動成分の測定

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02650444
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 朝倉 國臣 北海道大学, 工学部, 助手 (20002305)
• 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

研究概要

本年度の研究は前年度に行った上昇管内の流れに加え下降流の測定を行った。その結果上昇流のみでは判断がつかなかった粒子に作用する力の種類が限られた条件ではあるが明らかになった。
1)流体から1粒子に作用する力
この力として粒子の回転と流体との速度差が原因となるマグナス力と流体の速度勾配と速度差によって生じるソフマン力を検討し、速度勾配のある流れ場における粒子の回転角速度は粘性のためほぼ流体の速度勾配の二分の一になる事から、粗粒子の場合にはマグナス力による力よりソフマン力が適切な説明である事が分かった。
2)分散応力
混相流の濃度分布にしばしば使われるバグノルドの分散応力は3種のガラス球(0.48,1.08,2.03mm)のいずれについても適用出来ない事が上昇流と下降流の比較から分かった。バグノルドの分散応力による説明が適用出来るのは比重が水に極めて近いポリスチレン球のみとなる。
3)壁の作用
粒子が壁面へ衝突したさいに生じる、壁面の荒さと粒子の真球からのズレに伴うイレギュラ-反射の濃度分布へ与える影響は、得られた濃度分布の形状から判断して小さい。
4)0.48mmの濃度分布
このガラス球の濃度分布の説明は既存の理論による説明は極めて困難であり粒子流の微細構造に踏み込んだ解明が必要である。

研究成果

• [文献書誌] K.Asakura,Y.Tozawa,I.Nakajima: "Numerical calculation of Flow Properties and Specific Interaction Forces in SolidーLiquid Flows" Journal of the Mining and Metorials Processing Institute of Japan. 107. 201-208 (1991)
• [文献書誌] K.Asakura,Y.Tozawa,I.Nakajima: "Numerical Calculation of Uelocity and Concentration Distrikutions and Prossure Loss of a SolidーLiquid Flow" FED American Society of Mechanical Engineers. vol.118. 45-51 (1991)
• [文献書誌] K.Asakura,M.Ito,I.Nakajima: "An Experimental investigation on Concentration Flucluations of Turkulent Slurry Flows in an Upward Vertical Pipe" Proceeding of the International Conteronce on Multiphase Flows 91ーTsukuba. vol.2. 129-132 (1992)
• [文献書誌] 朝倉 國臣,伊藤 雅泰,中島 巌: "垂直管内固液二相流の局所平均値の測定" 北海道応用地学合同研究会論文集. vol.3. 123-128 (1992)
• [文献書誌] K.Asakura,M.Ito I.Nakajima: "Local Mean Profiles of Velocity,Concentration and Concentration Fluctuations of Solid Phase in a Vertical"