| 研究課題/領域番号 |
04452132
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
設計工学・機械要素・トライボロジー
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
原田 正躬 埼玉大学, 工学部, 教授 (30008867)
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| 研究分担者 |
宮地 隆太郎 埼玉大学, 工学部, 助手 (00008872)
笹島 和幸 埼玉大学, 工学部, 助教授 (80170702)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1993
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| キーワード | 乱流潤滑 / 乱流せん移 / 回転円板間の流れ / 回転円板間流れの不安定性 / Critical Reynolds number / Transition |
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| 研究概要 |
スラストすべり軸受の油膜の乱流せん移を明らかにするために、油膜を模して、一方が回転し、他方が静止する回転円板間のせまい隙間の流れを考え、すきま0.1〜3.0mmの間で任意に選定できる実験装置を製作した。このすきま内の流れに微粒子を添加し、流線の観測、および回転面に付着した粒子が渦などの流れの影響を受けて剥離する際に生じる模様の観測を行った。次いで、摩擦トルクの測定を行い、摩擦トルクの変化から乱流にせん移する条件を求め、流れの観測結果との比較検討を行って、油膜の乱流せん移を、油膜局所の流れの安定性と軸受性能としての摩擦トルクの変化の両面から検討を加え、以下の結論を得ることができた。
(1)非粘性型の不安定(TypeIの不安定と呼ばれている)による渦が、すきまh=0.15〜1.7mm(1/E_K=ωh^2/ν=2.6〜46、E_K:エクマン数、ω:回転速度、ν:供試流体の動粘性係数)の全範囲にわたって生じる。従来、流体工学の分野で行われていた広い隙間における不安定に関する計算結果は、本報の実験結果によく一致する。
(2)TypeIの不安定が発生する臨界局所レイノルズ数R_n(=ωrh/ν、r:半径位置)は、1/E_Kにのみ依存し、すきまの大きさ等には、関係しない。
(3)1/E_K〓6以下になると、臨界局所レイノルズ数は、一定値(R_n=1.2×10^3)になる。油膜の流れでは、1/E_K〓6以下である。したがって、油膜の乱流せん移は、R_n=1.2×10^3で生じるとしてよい。
(4)TypeIの不安定が回転円板最外周部に生じると摩擦トルクが変化する。
(5)すきまが狭くなると、TypeIの不安定によるら線模様が生じている領域の内側で、これに交差するら線模様が加わった交差模様領域が現れる。
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