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2012 年度 実績報告書

渦輪による気泡群の捕集および輸送に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22560163
研究機関名古屋大学

研究代表者

内山 知実  名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (90193911)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード渦輪 / 気泡 / 混相流
研究概要

渦輪による気泡群の捕集と輸送に関する知見を得るため,シリンダとピストンからなる渦輪射出装置を底面に備えた水槽を用いて実験を行った.シリンダ出口端に設置した細管から気泡を渦輪の射出とともに連続的に水中に注入する実験である.シリンダの内径は42.5 mm,ストロークは100 mmである.渦輪の循環は20000以下であり,層流渦輪に相当する.気泡の平均直径は3.4 mm以下である.
渦輪の挙動と気泡の運動を調べた結果,以下の結論が得られた.1. 渦輪に対する気泡の相対的な運動は,渦輪射出速度すなわち渦輪強度と気泡注入流量に応じて4種類(Pattern 1,Pattern 2,Pattern 3,Pattern 4)に分類できる.2. 渦輪強度が低いPattern 1では,気泡は渦輪に巻込まれずに上昇する.3. 渦輪強度が増したPattern 2では,注入開始時を除き,前半に注入された気泡は渦核内部に巻込まれながら上昇する.巻込まれた気泡は渦核中心に沿って周方向に分布する.注入後半部の気泡は巻込まれずに上昇する.渦輪の上昇につれて,巻込まれていた気泡が上部へ離脱する.4. 渦輪強度がさらに増したPattern 3では,注入開始時を除くすべての気泡が巻込まれ,渦核中心に沿って周方向に分布する.巻込まれた気泡は渦輪とともに上昇する.5. 渦輪強度はPattern 3と同じであるが気泡流量が小さいPattern 4では,すべての気泡が巻込まれる.一部の気泡が上方へ離脱するが,多くの気泡は渦輪とともに上昇する.6. 気泡は渦輪変位に影響をほとんど及ぼさない.7. 巻込まれた気泡は,局所的に渦輪の半径をやや増大させる.

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2012

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] 水中に射出された渦輪による気泡群の巻込みと輸送2012

    • 著者名/発表者名
      内山知実
    • 学会等名
      日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      20121117-20121118

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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