| 研究概要 |
一般に, 沈降性スラリーを輸送する場合, 輸送条件の変動が避けられない輸送システムでは, 管路底部に一時的な堆積層が形成されるといわれている. 輸送管路内に堆積層が形成されると, スラリーの濃度の増加あるいは流速の減少に伴って堆積層の厚みが増大し, 管閉塞を生じる危険度が高くなる. したがって, 堆積限界速度Ud以下のスラリーの流動域において, 種々の輸送条件に対する管路内の堆積層の厚みと管内濃度および水力勾配を計算し得る一般式を提示することは, 沈降性スラリーの安全・確実な輸送設計上極めて重要と考えられる. しかし, 従来報告されている研究結果は, 研究者によって異なり, これらの関係を容易に算定できる実用的な一般式は見い出し得ないのが現状である.
本研究では, 沈降性スラリーが円管路内を輸送されるときの, 粒子に働く力および粒子を輸送するのに必要なエネルギーの平衡式等について理論的に考察し, 粒子のすべり速度, 管内濃度gと吐出し濃度Cとの比g/C, 管内濃度分布ならびに水力勾配に関する一般式を導出した また, υ>υ_dの領域に対して得られた結果ならびにBagnoldの考え方に基づき, 堆積限界速度υ_d以下のスラリーの流動について考察し, 輸送条件から計算できる堆積層の厚みおよび水力勾配の算定式を提示した.
導出されたこれらの式は, 流送実験によって定められる実験定数を含まないため, 適用範囲が広く, 一般式として十分使用できることを, 従来発表されている実験結果から確認した. さらに, 以上の研究結果を基礎して, これまで未解決とされてきた幾つかの問題点, すなわちDurand-Condol:asの式, 比エネルギーならびにBatchelorの無次元数等について検討し, 本研究で導いた一連の計算式を用いると, 堆積限界速度以下のスラリーの流動が的確に把握し得ることを示した.
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