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1994 年度 研究成果報告書概要

ホローコーン噴霧基部液膜近傍のガス流動と液滴挙動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 05650196
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 熱工学
研究機関大阪大学

研究代表者

高城 敏美  大阪大学, 工学部, 教授 (40029096)

研究分担者 岡本 達幸  大阪大学, 工学部, 助教授 (40127204)
研究期間 (年度) 1993 – 1994
キーワードホローコーン噴霧 / 噴霧基部 / レーザシート法 / 位相ドップラー法 / 液滴挙動 / 液膜挙動
研究概要

YAGパルスレーザを光源としたレーザシート法および透過光による写真撮影を行いホローコーン噴霧基部の液膜の分裂状況を観察するとともに,従来ほとんど測定が行われていない噴霧基部の領域で分裂直後の液滴の挙動を位相ドップラー法で調べた.さらに,噴霧基部の円錐液膜の存在を考慮したホローコーン噴霧の数値解析を行い,実験と比較検討し,次の結論を得た.
(1)渦巻噴射弁基部の円錐状液膜は,瞬間写真によると,液膜の平均形状は,噴口から離れるにしたがって広がり角が狭まり,液膜が分裂する高さにおける平均液膜形状の進行方向は肉眼観察による液膜の進行方向よりも,かなり内側を向いている.この形状は表面張力で関係づけられる.分裂時の液膜の進行方向と液滴の初速度の向きとは密接に関連しており,液膜形状が液滴の初期条件を決めるために重要である.
(2)液膜の分裂点は液膜の進行方向に大幅に変動し,噴孔から分裂点までの距離は最大2倍程度変化する.液滴の初速度は,大きさ,方向ともばらつきが大きい.小さな液滴の中には,より大きな液滴の初速度の方向がばらついている範囲よりもさらに内向きにその初速度の方向をばらつかせて飛び出すものがある.すなわち,液滴の初速度の方向のばらつき具合は滴径に関係なく同じであるとは見なせない.
(3)液膜の存在を考慮した数値解析では,液膜の流れによって誘起された空気流は,液膜の内側には循環流領域を形成し,液膜の外側に誘起された空気流は,液滴の進路を内向きに横切って,循環流領域の背後へ廻りこむ.このため,小さな液滴が選択的に中心部へ運び,実験で観察される滴径による分別の進行の大きな役割をはたしている.液膜の存在ならびに液滴初期速度の方向と大きさのばらつきを考慮した数値解析を行うことによって実際の噴霧の予測が可能となる.

  • 研究成果

    (8件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (8件)

  • [文献書誌] 岡本達幸: "位相ドップラー法を用いた滴挙動の計測と噴霧流の構造に関する研究" 日本機械学会論文集B編. 59. 349-354 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Takagi: "Numerical Simulation of Mixing and Combustion in Transient Sprays" Int.Symposium of COMODIA 94. 397-402 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 岡本達幸: "噴霧流中の液滴の挙動および空気流に関する研究(ホローコーン噴霧流)" 日本機械学会論文集B編. 60. 367-374 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 中野 祥: "非定常噴霧火炎のパラメトリック解析" 第32回燃焼シンポジウム. 346-348 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Okamoto Tatsuyuki: "Mesurements of Droplets Begaviour Using Phase-Doppler Technique and Studies on Structure of Spray Flow Fields" Bulletin of the JSME,B. 59. 349-354 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Takagi Toshimi: "Numerical Simulation of Mixing and Combustion in Transient Spray" Int.Symposium of COMODIA 94. 397-402 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Okamoto, Tatsuyuki: "Studies on the Behavior of Droplets and the Air Flow in the Spray (Hollow-cone Spray)" Bulletin of the JSME,B. 60. 367-374 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Nakano Yasushi: "Studies of Parametric Analysis of Unsteady Spray Combustion" 32nd Symposium on Combustion. 346-348 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1999-03-09  

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