| 研究課題/領域番号 |
04555045
|
|---|
| 研究機関 | 九州大学 |
|---|
研究代表者 |
松尾 一泰 九州大学, 総合理工学研究科, 教授 (30037759)
|
|---|
| 研究分担者 |
佐藤 義智 (株)神戸製鋼所, 開発実験センター, 主任研究員
望月 博昭 九州大学, 総合理工学研究科, 助手 (70038058)
青木 俊之 九州大学, 総合理工学研究科, 助教授 (20150922)
益田 光治 九州大学, 総合理工学研究科, 教授 (40038097)
|
|---|
| キーワード | ガスアトマイザー / 超音速ノズル / 超音速噴流 / 適正膨張 / 不足膨張 / 噴流セル構造 |
|---|
| 研究概要 |
1.金属の溶湯流に複数のノズルからの超音速噴流を吹きつけて金属粉末を製造するガスアトマイジング法における流れ場を解明するため、二つのノズルからの越音速噴流が大気中に噴出し、ある角度で衝突する流れをシュリーレン法で観察した。その結果、ノズル上流の全圧、ノズル出口マッハ数、噴流の交差角、及びノズル出口から噴流の衝突点までの距離により、流れ模様は三つのパターンに分類されることが明らかになった。
2.前項の三つのパターンは、衝突位置において圧縮された密度の大きい領域が円錐状に広がるパターン、衝突後二つの噴流が合体してほぼ同じ直径で流れるパターン、衝突による圧縮領域が生じず拡散するパターンである。このようなパターンは、ノズル出口から衝突点までの距離と噴流の各セルの長さとの相対的大きさに強く依存する。
3.前項で述べた噴流のセル構造について、従来ほとんど資料がないため、本研究では単独ノズルからの超音速噴流の構造についても実験的研究を行った。その結果、出口マッハ数が1〜6の超音速ノズルに対する適正膨張、不足膨張、及び過膨張の圧力比の範囲を実験的に求めるとともに、理論値と比較し、適正膨張の圧力比がノズル出口マッハ数が大きいほど理論値より小さくなることを明らかにした。
4.前項の実験における噴流の第1セル、第2セル等の各セルの長さはノズル前後の圧力比の増加とともに長くなるが、ノズル出口から第2セル以下の各セル下流端までの長さを、ノズル出口から第1セル下流端までの長さで無次元化すると、ノズル前後の圧力比に対して、ほぼ一定の値となる。
5.以上の結果より、ガスアトマイザー用超音速ノズルの単独ノズルからの噴流と二つの交差する噴流の特性が明らかになった。
|
