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1.研究目的:本研究は、管内衝突噴流の流動状態および固体粒子の挙動、垂直二重円管内固液混相流について調べ、大口径深度ジェットカッティングボァホールからの繰り粉の排出に資することを目的としたものである。
2.研究計画:(1)ボアホール内における流体流動の基礎として管内噴流ならびに管内衝突噴流の流動状態を実験的に調べる。(2)管内衝突噴流における固体粒子の挙動について実験的検討を行う。(3)垂直二重円管内固液混相流における粒子速度について理論的実験検討を加える。(4)繰り粉の排出速度に影響する固体濃度について画像処理による推定法を検討する。
3.研究成果:(1)二次流が零である。軸対称管内噴流における無次元総圧分布すなわち、(Pt-Ptmin)/(Ptmax-Ptmin)は半値幅y_bを基にした無次元距離の関数であり、かつ、相似性を有することが分かった。(2)管内衝突噴流の軸上圧力分布ならびに噴流軸上動圧減衰特性は流れ様式によって異なるが、それぞれの様式内において相似性を有することが分かった。(3)管内衝突噴流におけるノズルから流入面までの距離は衝突噴流の場合より短いことが分かった。(4)管内衝突噴流における固体粒子は噴流の発達領域において噴流に取り込まれる機会が多く、またノズルが偏心状態に設置されている方が二重管部へ流入し易いことが分かった。(5)垂直同心二重管内固液混相流の粒子速度を一次元モデルより検討したところ、粒子速度は抗力係数、平均流速、管径比、比重などの影響を受けることが明らかになった。また、二重管助走域の粒子速度などの上記モデルにより概ね説明しうることが分かった。(6)画像処理による管内固体濃度推定法を検討したところ、画素216階調値に分けた場合、砕石に対するしきい値として188が適切であることが分かった。粒子の重なり度合について検討する必要があることが分かった。
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