| 研究概要 |
液体を円形の噴孔から高速で噴出させた時の微粒化機構を解明するため,噴孔内のキャビテーション気泡の生成,発達,消減の過程が噴射後の液体の分裂と噴霧特性に及ぼす影響を明らかにすることを目的に実験を行った.まずアキュムレータ,噴射管,インジェクタからなる噴射装置を使って,直径0.5mmの円形噴孔を有する透明なアクリル樹脂製ノズルから水を定常的に大気圧の空気雰囲気中に噴射した.この時,噴孔内の液流のキャビテーション気泡の生成,発達,消減の過程で発生する超音波を,ノズル表面に接着した超音波トランスデユ-サによって検出することを試みた.さらにノズル外部から噴孔内壁の数ヶ所に極細の電極を挿入し,電極間の噴孔内液流のインピーダンスを測定した.得られた超音波信号およびインピーダンス信号を周波数解析した.噴孔内液流の観察は,ディジタルスチルカメラとパルスレーザ光源を使用して行った.また噴孔内液流の基本的な特性値としての流量係数,噴霧特性としての分裂長さ,噴霧角の測定を行った.これらの測定を噴射圧力を変化させて行い,さらにノズルの形状パラメータとして噴孔長さと噴孔入口部エッジの形状を種々変化させた.以上の実験の結果,(1)超音波トランスデユ-サにより噴孔内キャビテーションの生成,発達,ハイドロリックフリップの状態変化を検出できる,(2)噴孔内液流のインピーダンス測定により液流の噴孔内壁との付着状態の変化を検出できる,(3)噴孔長さと噴孔入口部エッジの形状によって噴孔内液流のキャビテーションの状態が変化し噴霧特性が変化する,などの知見が得られた.
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