| 研究課題/領域番号 |
15560645
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| 研究機関 | 日本工業大学 |
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研究代表者 |
横谷 真一郎 日本工業大学, 工学部, 教授 (80049692)
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| 研究分担者 |
高木 茂男 日本工業大学, 工学部, 助教授 (30265368)
中里 英樹 大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (30283716)
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| キーワード | 高効率混合 / 渦流式攪拌器 / 旋回流 / 位置エネルギ / 濡れ性 / 漏斗頂角 |
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| 研究概要 |
旋回流は固-液、気-液系等における混合・分離に対して効果的であり、溶銑予備処理などの鉄鋼精錬プロセスへの応用が期待される。ここで、良好な旋回流を効果的に発生させ、効率的に維持するため、漏斗の形状などさまざまな視点から最適条件を検討する必要がある。また、一般に液体金属は固体壁と濡れないため、旋回流に対して悪影響を及ぼす可能性がある。そこで旋回流に及ぼす固体壁と液体の濡れ性の影響を明らかにする必要がある。本研究では、水銀と水を用いて、異なった円錐部の角度(水平面に対する漏斗の円錐部の角度:30°、60°、80°)を持つ漏斗に対する旋回流の様子を調べた。液体の旋回流動に及ぼす濡れ性の影響について調べるため、表面の濡れ性が異なる漏斗を作成して実験を行い、また溶銑を対象としてモデル計算を行った。その結果をまとめると、
1.水平面に対する漏斗の円錐部の角度が60°以上になると、旋回流は漏斗の濡れ性にかかわらず安定し、液体金属でも安定した旋回流を発生させられる。
2.水平面に対する漏斗の円錐部の角度が30°になると、旋回流は漏斗の濡れ性の影響を受ける。
漏斗と液体の濡れ性が悪い場合は、流体が滑ることによって旋回流が安定しない。
3.軸速度は、漏斗壁面近傍で上昇流、液相表面側で下降流となる。容器が濡れない場合の方が流動が激しく、液体流入条件が変動した際に、旋回流が安定しにくい要因の一つであると考えられる。
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