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本研究は、気液二相流の流れ場を可視化するためのマイクロトレーサ法の技術を確立し、流れ場の微視的構造の解明に応用することを目的とし、水平長方形流路および垂直円管内の空気-水二相流に対して、液相の速度分布の測定を行う方法を基礎的実験によって検討し、以下の成果を得た。
長方形断面の水平流路に対して、水素気泡のタイムライン法による速度分布測定を試みた。この方法は、水平流路内で流速の小さい範囲での層状流については有効なデータが得られるが、流速が大きい場合には画像における水素気泡トレーサの判別が困難となり、満足できる結果は得られなかった。ただし、粒子追跡法のトレーサとして利用することについては、なお検討の余地はあるが、有効と思われる。
円管内の空気-水系垂直上昇二相流に対して、微粒子をトレーサとして混入する粒子追跡法を適用し、液相速度分布の測定を試みた。測定点の三次元的な位置関係を明確にするため光学系を設計し、得られた画像データから位置を決定する関係式を導いた。得られた画像データを画像処理して局所速度を決定した。この場合にも水単相流の場合には比較的良好な結果が得られることが判明した。この結果に基づき、気液二相流にも適用したところ、管内流れと明確に対応したデータを得ることが困難であった。管壁面付近でのトレーサが少なくなる点や、光学系の誤差が相当大きくなる点で今後の検討課題が残された。
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