1997 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
09650571
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Research Institution | Tohoku Gakuin University |
Principal Investigator |
河野 幸夫 東北学院大学, 工学部, 助教授 (30137583)
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Keywords | 水撃圧 / 相転移 / 気液混相流 |
Research Abstract |
本年度の目的である、水撃負圧部の気化圧到達による、気化気体発生と気液混相流発生についての実験的研究は次のように行なわれた。 1.現有設備の落差6m、延長50m、管径5cmの管路を利用し、流水を急閉弁にて瞬間的に閉鎖し、水撃圧を発生させる。その時流速を水撃圧の負圧部が (1)水頭が0m以下に下がらない場合、(2)水頭が0m以下になるが、気化圧の-10mに達しない場合、 (3)水頭が気化圧-10mに達し、気液混相流となる場合、(4)気液混相流が進行し、空洞化現象が現れる場合の4つのケースに分けて、流速を決定し、水撃圧を発生させる。 2.発生した水撃圧は正圧部、負圧部を含め、圧力変換器で電気信号に変換し、動ひずみ計で増幅し、波形記憶装置でミリ秒からマイクロ秒オーダーで記憶する。シンクロスコープでチェックした後、ペンレコーダーで書き出す。また、DO計測器で使用する水のボイド率を計測する。 3.最大水撃圧、負圧部が気化圧に到達する流速、気液混相流での水撃波速、相転移の影響等を調べる。 その結果、次のことが明かとなった。 1.この管路では流速約0.1m/sで気化圧(-10m)に到達し、気化気体が発生することが明らかとなった。 2.本実験では水道水を使用おり、含有空気がボイド率で0.0198含まれており、その影響で、-8m付近で気体湧出の影響が見られた。 3.流速0.1から0.5m/s付近まで気化気体発生による影響が、第2波正圧部の水撃波形形状の変化に現れてくることが明らかとなった。 4.流速が1.0m/s付近になると。負圧部は発生気体が多量となり、伝播速度も遅くなり、第2波以後の負圧部にも気化気体発生の影響が出てくる。 5.最大水撃圧は簡易式による理論値と良く一致し、流速に直線的に比例するが、高い方で実験値が大きくなる傾向を示した。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] 河野幸夫: "水撃圧による動的管破壊の管材料特性について" 土木学会、水工学論文集. 第42巻. 835-840 (1998)
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[Publications] Yukio Kono: "The study on quasi-dynamic and static pipe fracture in water pipeline systems." Water Pipeline Systems,IAHR. 367-380 (1997)
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[Publications] 河野幸夫: "緩閉鎖による水撃圧の動的管破壊" 土木学会、水工学論文集. 第41巻. 631-636 (1997)
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[Publications] 佐藤清彦: "塩化ビニル管の水圧破壊における載荷速度効果の実験的研究" 東北学院大学研究報告. 第31巻2. 41-46 (1997)