| 研究課題/領域番号 |
62850032
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
佐藤 六郎 東北大学, 高速力学研究所, 助手 (90006180)
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| 研究分担者 |
檜山 浩国 荏原総合研究所, 研究員
山本 和義 荏原総合研究所, 研究員
猪岡 光 東北大学, 工学部, 教授 (20006191)
谷 順二 東北大学, 高速力学研究所, 教授 (30006192)
橋本 弘之 東北大学, 高速力学研究所, 教授 (10006174)
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| キーワード | 流体振動 / 非定常流 / 揚液効果 / 振動管 / 制御弁 / ポンプ / ポンプ性能 |
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| 研究概要 |
初年度に引続き本年度は、液体の共振現象の工業技術への応用を目標として、振動液性を利用した揚液現象の流体力学的解明に主力を注いだ。すなわち、揚液効果の最も良好な加振条件と弁付振動管の幾何形状を明らかにするため、本研究計画で申請した超音波スキャン装置を購入し、既存の波形アナライザ波形記録計等と併用して実験を行った。一連の基礎研究によって明らかにされた比較的良好と考えられる振動管を用いて、垂直方向の加振振幅と加振振動数を変えたときの揚液特性を実験的に定量的に明らかにし、流量および揚程の最適制御条件を求めた。また、吸込管内の液体の挙動を解析し、揚液時の液体の流動機構を明らかにした。主な成果は以下のようなものである。
(1)揚程曲線は流量の増加とともに単調に減少するが、振動条件の選定によって広い流量範囲の運転が可能である。
(2)振動管の振動特性と揚液流量の関係を定量的に測定し、ポンプ流量の増加に必要な要因を明確にした。さらに、広い流量範囲にわたったポンプ性能を実測し、本装置が有する固有のポンプ特性を明らかにした。なお、上記(1)、(2)は振動源には動電型のものとモータ式のものとを考案し、振動ポンプの試作実験を行った結果、得られたものである。
さらに、これらの研究成果をふまえて、自吸性能のさらに良い揚液装置を目指して、吸込管内の液柱の振動特性をより定量的に計測することを試みた。また、液体循環装置としての作動時におけるポンプ性能についても明らかにして、より信頼性の高い高性能のポンプに必要な基礎資料を蓄積した。二年度にわたるこれらの研究成果によって実用に供する新形式ポンプの具体的な設計基準が確立され、高性能化が実現した。今後の振動ポンプの発展に大きく寄与するものと考えられる。
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