2007 Fiscal Year Annual Research Report
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19760113
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
玉野 真司 Nagoya Institute of Technology, 工学研究科, 助教 (40345947)
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| Keywords | 粘弾性流体 / 曲り管 / 二次流れ / 流体混合 / 可視化観察 / PIV計測 / 弾性乱流 / 高分子水溶液 |
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| Research Abstract |
曲がり管路の流れは基本的な流れの一つであり、様々な条件の下で研究が行われてきた。しかしそのほとんどがニュートン流体に関するものであり、非ニュートン流体については極めて少ない。近年、希薄高分子溶液の正方形断面の多段曲がり管路流れにおいて、非常に低いレイノルズ数Reにおける弾性乱れ現象が明らかになった。しかし、弾性と慣性が相互に作用するレイノルズ数領域での流れの様子については報告されていない。平成19年度においては、濃度の異なる高分子水溶液(PAA0.025wt%、PAA0.05wt%及びPAA0.1wt%)を用いて、円形断面を有する多段屈曲流路内流れ(屈曲段数N=1、2、6、32及び60)の可視化観察、混合度の評価及びPIV計測を行い、以下の結論を得た。
1.二次流れのパターンに関して、染料の分布形状はPAA0.025wt%はGlycerin 50%水溶液に近く、PAA0.05wt%はPAA0.1wt%に近い。
2.N=60において、PAA0.05wt%は55<Re<75で、PAA0.1wt%は40<Re<60のレイノルズ数の範囲で混合が急激に促進される。
3.下流直管部におけるPAA0.1wt%の二次流れは、Glycerin 50%のものと大き<異なり、Re>40において中央部で内向き及び二重構造の二次流れパターンをとる。
4.PAA0.1wt%の曲がり下流の二次流れパターンは、主流方向位置、レイノルズ数及び屈曲段数により大きく変化する。
5.PAA0.1wt%の流路中心軸を含む水平断面の無次元半径方向速度の分布形状は、Re>40においてGlycerin 50%水溶液と異なり曲り部で内向きの流れとなる。
6.PAA0.1wt%の流路中心軸を含む水平断面の無次元主流方向速度の最大値はレイノルズ数の増加とともに減少する。
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