高速気流による液滴群および液泡群の分裂と相互干渉

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高速気流による液滴群および液泡群の分裂と相互干渉について実験的研究を行った.液滴はまず基本的な現象を調べる目的で,ノズルからの滴下によって生成した均一粒径液滴について,一定速度の気流にさらされたときの液滴位置の時間変化,液滴速度の時間変化,液滴加速度の時間変化,液滴径の時間変化を詳細に調べた.これらの結果から液滴の抗力係数を求めた.ノズルの振動を利用して生成した均一粒径液滴群については,種々の分裂形態を示す液滴径と気流と液滴に相対速度の関係および液滴径とウェーバ数の関係として求めた.また液泡についても同様の実験を行った.液滴については,抗力係数についての詳細な研究は従来行われておらず,本研究によって液滴の変形が大きな影響を与えることがわかった.すなわち気流の方向に対して,垂直な方向の液滴径すなわち液滴縦径は気流にさらされると大きくなっていき,また相対速度の低下もあって液滴縦径は小さくなり始め,再び増加傾向をとる.このような液滴縦径の変化は液滴の加速度に影響を与え,結果として抗力係数のも影響を与える.液滴縦径の変化は初期の液滴直径と気流速度の関係によって(液滴の表面張力も関係するので,本質的にはウェーバ数によって)影響をうける.変形しない固体球についての抗力係数や相対速度は一定のままであるとした条件での研究とはことなり,実際の現象に合わせた条件下での抗力係数が求められた.本研究結果は1996年3月18日,日本機械学会九州支部第49期総会・講演会にて発表される.