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気泡/滴/粒子の素過程流動構造

气泡/液滴/颗粒的基本工艺流程结构

基本信息

批准号：
07650188
负责人：
松井剛一
金额：
$ 1.54万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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

项目摘要

分散二相流の複雑な流動特性を明らかにするための基礎として、単一粒子の運動すなわち粒子(固体粒子、液滴、気泡を指す)の素過程特性について実験を主体にして総合的に調べた。垂直管の試験装置を用いて、一定流量の水上昇流中に種々の単一粒子を放ち、その運動や変形について、高速ビデオシステムを用いて解析した。水流速は、He-Neレーザードップラー流速計を用いて測定した。粒子の大きさ、密度差、形状、変形の効果を分離して議論できるように工夫して、次の5種類の粒子を用意した。(1)球形固体粒子(直径変化)(2)球形液滴(直径変化)(3)気泡(等価直径変化)(4)軽球形固体粒子(直径一定)(5)偏平回転楕円体固体粒子(体積一定、等価直径一定、アスペクト比変化)測定と解析の結果、次の知見を得た。(1)サイズ効果:サイズ(直径)が大きくなるにつれて、浮力の増加、相対速度の増加を来たし、正の横方向揚力が働いて、球形粒子は壁の方向に移動する。しかし、(非球形の)気泡の場合は、管中央部へ移動する。2mm程度以下の小粒子は、流路断面上で一様に上昇する。(2)密度差/浮力効果:密度差の増加に伴い、浮力の増加、相対速度の増加を来たし、粒子は正の横方向揚力を受けているにもかかわらず、管中央部に移動する。(3)形状/変形効果:アスペクト比を減少させる(球形から偏平回転楕円体へ形状を変える)と、負の相対速度の減少を来たし、(非球形の)偏平回転楕円体粒子は、負の横方向揚力を受けて管壁の方向へ移動するが、管壁までには達せず、中間領域を上昇する。非球形の気泡は、正の横方向揚力を受けて管中央部へ移動する。特に(2)および(3)の結果は、大変興味深い。なお、固体粒子の流動位置に対する粒子自身の回転による顕著な効果は認められなかった。

Characteristics of complex flow of dispersed two-phase flow: basic, individual particle motion, elementary process characteristics of particles (solid particles, droplets, bubbles), main, integrated and tuned. The vertical tube test device is used to analyze the single particle in the upflow of water with a certain flow rate, and the motion of the single particle in the upflow of water. Water flow rate is measured by a flow meter. The particle size, density difference, shape, shape and effect separation are discussed in detail. (1)Spherical solid particles (diameter change)(2) Spherical liquid droplets (diameter change)(3) Gas bubbles (constant diameter change)(4) Spherical solid particles (constant diameter)(5) Flat spherical solid particles (constant volume, constant diameter, variable ratio) Determination of analytical results, secondary knowledge (1)The results are as follows: increase in diameter, increase in buoyancy, increase in relative velocity, increase in positive lateral force, and movement of spherical particles in opposite directions. In the case of bubbles (non-spherical), the central part of the tube moves. Small particles of less than 2mm in diameter rise up from the flow path cross-section. (2)Density difference/buoyancy effects: increase in density difference, increase in buoyancy, increase in relative velocity, increase in transverse force of particles, movement in the center of the tube (3)Shape/shape effect: decrease in ratio (spherical, flat, circular, shape), decrease in negative relative velocity, negative lateral force (non-spherical), directional movement of the tube wall, upward movement of the tube wall, upward movement of the intermediate field. Non-spherical bubbles move in the center of the tube due to positive and lateral forces. Special (2)(3) The flow position of solid particles is opposite to that of the particles themselves.