研究課題/領域番号 |
19K04210
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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研究機関 | 筑波大学 |
研究代表者 |
金子 暁子 筑波大学, システム情報系, 准教授 (40396940)
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研究分担者 |
阿部 豊 筑波大学, システム情報系, 名誉教授 (10241720)
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研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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キーワード | ベンチュリ管 / 微細気泡 / 微粒化 / キャビテーション |
研究成果の概要 |
本研究では縮小拡大管を微粒化装置として確立するために、縮小拡大管内の流動場に対する固体及び気泡の微粒化現象の解明を目的に実験的研究を実施した。その結果、固体粒子としてアロフェンを用いた結果、アロフェンは気泡崩壊位置より下流で微粒化されたことから、気泡微細化に伴って発生する圧力波がアロフェンの微粒化に寄与している可能性が示唆された。 気泡の微細化についてはボイド率の実験値と見積もり値により発生蒸気量を算出し、発生蒸気の比率が高い条件において気泡がより微細化することを明らかにした。高気相流量条件では気泡の急収縮が生じにくくなることが示唆され、気泡微細化を妨げる一因となる可能性を示した。
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自由記述の分野 |
流体工学、混相流工学
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究によりこれまで提案してきたベンチュリ管式微細気泡発生装置が気泡の微細化のみならず、固体粒子の粉砕に寄与することを示した。また、微粒化のみならず同時に発生する微細気泡との相乗効果で、微粒子を遠方場まで輸送する機能を付加するなど、工業的に多岐にわたる利用可能性を示した。気泡の微細化においては、混相流の相変化という極めて複雑な現象について解明を試み、実験的にキャビテーションが生じる可能性を示した。また、溶存ガス濃度の影響についても考察し、それぞれが発生気泡径に影響を及ぼすことを示した。これらはさらなる研究が必要ではあるものの、混相流の基礎物理の解明に資する結果である。
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