粒子間衝突を考慮した流体中の粒子拡散現象の実験的解明

考虑粒子间碰撞的流体中粒子扩散现象的实验阐明

• 批准号: 07750180
• 负责人: 石間 経章
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750180/
• 关键词: 流体工学; 混相流; LDA; LDV; 粒子拡散; 粒子体積分率

混相流での粒子間衝突が粒子運動に与える影響を明らかにするため,次のような研究を計画し実験を行った.位相ドップラ流速計(大学現有設備)による,混相流の乱流諸量測定用の実験装置を設計,制作した.制作した実験装置の測定部は,光散乱理論から求めた最適な受光角度(送光系の光軸に対して20°)で光学系を配置できるように台形とした.実験条件は周囲流体を静止した水とし,この中に粒子を混入した噴流を2m/sで噴出した.このとき,噴流が周囲流体に与える影響を小さくするため,測定部の一辺と噴流用円管のアスペクト比は約40とした.粒子は固体ガラス粒子を用い(公称平均粒径400μm),粒子添加量は体積分率(流体体積に対して混入している全粒子の体積割合)を0.46% (138個/cm^3), 0.17% (53個/cm^3)0.085% (25個/cm^3)の3条件とした.本研究では,位相ドップラ流速計をレーザドップラ流速計モードにして使用し,粒子平均速度,粒子変動速度を測定し,単位時間あたりに測定体積を通過した粒子数から粒子数密度および平均二乗変位を算出した.この歳,新規購入設備の単軸テーブルを組み合わせ,位相精度を向上させた.このような条件で実験を行い,次のような結果を得た.1 粒子平均流速は,分布形状および値ともに粒子体積分率の影響を受けない.2 粒子体積分率が大きい条件および大きい位置では変動速度は小さい.3 粒子数密度分布から,粒子は添加装置たる管内ではサフマン力のため管壁側に多く存在することが示された.4 平均二乗変位の変化率は,粒子体積分率とともに大きくなる.上記の結果2, 4については今後継続的に研究し,さらに解析する予定である.

为了阐明粒子碰撞对多相流中粒子运动的影响，计划和实验。使用相多普勒流量计（目前在大学中）设计和生产实验设备，以测量和生产多相流中的湍流量。实验装置的测量部分已成为梯形，以便可以以最佳的光接收角（相对于光轴的光轴20°）排列光系统，从光散射理论获得。通过使用固定水作为周围流体进行实验条件，并以2 m/s的速度弹出含有颗粒的射流。为了降低喷气机对周围流体的影响，测量部分和喷射圆管的纵横比约为40。颗粒是实心玻璃颗粒（标称平均粒径为400μm），体积分数（与流体混合的所有颗粒的体积比率）为0.46％/cm/cm^3.17％（三个条件/cm^3），（cmm^3），17％（17％）（17％）（17％）（17％） 0.085％（25 pcs/cm^3）。在这项研究中，在激光多普勒流量计模式中使用了相多普勒流量计，并测量了粒子平均速度和粒子波动速度，并根据通过测得的每单位时间测量体积的粒子数量计算粒子密度和均方根位移。将新购买设备的年龄和单轴表合并，以提高相准确度。我们在这些条件下进行了实验，并获得了以下结果：1颗粒平均速度不受分布形状和值的粒子体积分数的影响。2波动速度在条件下和较大位置处的波动速度很小。3粒子数密度分布显示粒子在管中存在，这是添加的设备，这是SAFMAN卷，这是SAFMAN卷的增加。以上结果2，我们计划将来继续研究4和进一步分析。