研究課題
中国では、土砂を含む水の輸送用として、固液二相流遠心ポンプ特性に関心が高い。しかし、内部流動に関する研究例が少なく、その特性については不明な点が多い。本研究は、理論、実験両面から、固液二相流遠心ポンプの特性を予測しうる方法を確立することを目的として企画された。実験的研究は九州工業大学で担当することとし、供試ポンプを含む固液二送流試験装置が設計、製作され、固体濃度と固体粒子径をパラメータとしたポンプ性能試験が行われた。この実験により、固液二相流動状況では流れの非定常性が強く、圧力や流動が変動することが確認された。よって、現在の流量計測方法の改善が必要となった。さらに、透明ケーシングのポンプを用いて羽根車内の固液二相流動状態流れを高速度ビデオカメラによって撮影した結果、羽根車内の粒子分布には粗密があることが判明した。羽根車内の粒子分布を求めようとしているが、高濃度の場合には画像処理が困難であり、粒子分布の測定法についての検討が必要となっている。一方、理論的研究は清華大学が担当することとして、液単相時の流れ場解析によって計算された圧力場を基に固体粒子の運動方程式を解き、羽根車内の粒子濃度分布を求める計算プログラムが作成し始められている。これによる計算の結果、粒子濃度が低い場合には、ポンプ羽根車内の圧力分布の計算値は実験値と定性的に一致していた。
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