|
本研究の目的は固体粒子が固体壁面に衝突することによって生ずる壁面摩耗量を正確に測定し、流体機械に混入した固体粒子による壁面損傷量の予測法を確立することである。
今年度はまず、粒子サイズが均一な固体粒子をジェット噴流中に混ぜて平板に衝突させ、平板壁面での粒子の挙動を測定するとともに、壁面材料の摩耗量を測定して壁面に対する粒子の衝突と壁面摩耗量の相関関係を定量的に明かにする予定であった。
実験装置の製作に当たり種々検討した結果、ジェット噴流を利用する方式では流れの影響により粒子の壁面衝突速度が影響を受け粒子の壁面衝突時の挙動が正確に測定できないことから、実験装置の大幅な変更を余儀なくされた。すなわち、粒子を真空容器中で回転する円盤の中心付近に供給して円周外向きに放出することにより、粒子を遠心力で飛散させて、外周上に設置した各種金属材料からなる試験片(種々の取付角度で設置されている)に衝突させる方式に変えた。これにより、均一で正確な壁面衝突速度が再現性良く得られ、かつ短時間に測定が可能となる。この方式変更により、実験装置の完成が大幅に遅れ、実験結果について成果をまとめるまでには未だ至っていない。
数値的予測法については、ポテンシャル流れ場におかれた固体粒子の運動を解析し、衝突速度を求める計算手法に加えて、粒子濃度の影響を加味できる計算プログラム、粒子相互の衝突を考慮に入れた計算プログラムをつくり、完全弾性体モデルで計算を始めており、これら計算に上記実験で得られた関係を用いて比較検討することにより、本研究完結予定の次年度末までには、損傷量予測法を確立できる見込みである。
|
