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発泡を伴う高温融体と水の熱移動現象に関する研究

高温熔体与水伴随发泡的传热现象研究

基本信息

批准号：
15038216
负责人：
高島武雄
金额：
$ 2.69万
依托单位：
Oyama National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15038216/
关键词：
火山熱工学流体地殻・マントル物質蒸気爆発

项目摘要

火山噴火のなかで,最も激しい噴火様式とされているマグマ水蒸気噴火の機構を解明する目的で,(1)溶融金属と水,(2)溶融ガラスと水を用いてマグマ水蒸気噴火を実験的に再現して,その現象を撮影して観察・解析した.(1)の実験では,約700℃,1〜4gのすず液滴を常温の水に滴下し,反射光によって高速度ビデオカメラを用いて爆発の過程を撮影した.あわせて蒸気爆発の激しさに関与する物性値や落下条件について無次元解析を行い,熱拡散率,動粘性系数などが現象に大きく影響することを示した.ここからマグマが極めて自発的な蒸気爆発を発生しにくい物質であることを定量的に示した.(2)の実験では,約1100℃の溶融ガラスにスズを加えたものをルヅボ毎水に投入して,ガラスが微粒化することを示した.ガラスのみでは爆発が起こらないことから,スズが起爆剤の役割を果たしていると考えられる.微粒化の過程でガラスの熱エネルギーが水に伝わり,爆発をより大きなものにすることが推定される.微粒化した0.1m以下のガラス粒子を顕微鏡観察し,水との接触による急冷によると思われる数μm間隔の縞模様を持つ粒子が多数生成されることを示した.今後,圧力測定を行い,スズだけの場合やガラスとスズの割合による爆発の大きさを定量的に明らかにすることが望まれる.

The main purpose of volcanic eruption is to understand the mechanism of water vapor eruption,(1) melting metal and water,(2) melting metal and water, and (3) water vapor eruption. (1)In practice, about 700℃, 1 ~ 4 g of liquid drops drop under normal temperature water, reflected light and high velocity light can affect the process of explosion. The influence of thermal dispersion rate, dynamic viscosity coefficient on the phenomenon is shown in detail. The first step is to develop a quantitative substance. (2)In fact, the melting temperature of about 1100℃ is about 100 ℃. The explosion was caused by the explosion of the explosive device. The process of micronization is a process of heat generation, explosion, and prediction. Microscopic observation of fine particles below 0.1 m indicates that most particles are generated in contact with water at intervals of several μm. In the future, the pressure measurement will be carried out in different situations, such as separation, explosion and quantitative analysis.