衝撃波を利用した蒸気の分子論的凝縮機構に関する研究

利用冲击波研究蒸气分子理论凝结机理

• 批准号: 01550145
• 负责人: 藤川 重雄
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 1990
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01550145/
• 关键词: 衝撃波管; 衝撃波; ナビエ・スト-クス方程式; 数値流体力学; 膜状凝縮; 凝縮係数; 化学反応論; 気体論・液体論

本研究は蒸気凝縮のメカニズムを分子レベルで扱う実験的・理論的方法を提案したものである。実験では、蒸気で満たされた衝撃波管内での衝撃波な反射領域、衝撃波管管端表面上に形成された凝縮液膜の成長過程を扱った。また、理論では、気体力学方程式の数値解析および化学反応論に基ずく凝縮理論の構築を行った。その結果、以下のことが明らかとなった。1.適切な実験条件を選べば、衝撃波の反射領域、衝撃波管管端表面上に一様な液膜を作ることができ、液膜成長の時間変化を測定し、これを気体力学の理論解析と比較することにより、蒸気分子の液体表面での付着確率を求めることができる。気体力学の理論解析では一次元ナビエ・スト-クス方程式の摂動法展開および二次元ナビエ・スト-クス方程式の数値流体力学解析を行った。2.本研究では、水蒸気、四塩化炭素蒸気、メタノ-ル蒸気、エタノ-ル蒸気を対象として、これら蒸気の付着確率を求めて次のような値を得た。水蒸気0.35、四塩化炭素蒸気0.64、メタノ-ル蒸気0.16、エタノ-ル蒸気0.18.3.これらの測定値は化学反応論に基ずく凝縮理論により説明することができ、結局、付着確率は分子の気体および液体(正確には液体表面)状態の内部運動(特に回転運動)に関係していることが明らかになった。以上の研究を通して、蒸気凝縮のメカニズムを分子レベルで明らかにすることができた。

In this study, an experimental theoretical approach to the <s:1> condensation of メカニズムを molecules by <s:1> vapor condensation レベ で で う う was proposed, and the を proposal was made for た た <e:1> である である. Be 験 で は, steamed 気 で against た さ れ た blunt shock wave tube で の な reflected shock wave field, impact and shock wave tube on the surface of tube end に form さ れ た condensation liquid membrane の growth process を Cha っ た. Youdaoplaceholder0, theory で で, physical equation of gas <s:1> numerical value analysis および, chemical anti応 theory に basis ずく condensation theory <s:1> construction を line った. Youdaoplaceholder0 そ results, the following そ とが とが indicates ら となった となった. 1. Appropriate な be を 験 conditions selected べ ば の reflex areas, strong shock wave and shock wave tube on the surface of tube end に a others な liquid membrane を as る こ と が で き, liquid film growth の time - determination of を し, こ れ を 気 theory of strength の と compare す る こ と に よ り, steamed 気 molecular の liquid surface で の pay the probabilistic を o め る こ と が で き る. 気 theory of strength の で は a yuan ナ ビ エ · ス ト - ク の ス equations, dynamic law お よ び secondary yuan ナ ビ エ · ス ト - ク ス equation is の line the numerical fluid mechanics analytical を っ た. 2. This study で は, four salt water evaporate 気, carbon steamed 気, メ タ ノ - ル 気, エ タ ノ - ル steamed 気 を like と seaborne し て, こ れ ら steamed 気 の pay the probabilistic を o め て times の よ う な numerical を た. Water evaporate 気, four salt carbon steamed 気 0.64 and 0.35 メ タ ノ - 0.16, エ ル steamed 気 タ ノ - ル steamed 気 0.18.3. こ れ ら の numerical は chemical theory of reverse 応 に base ず く condensation theory に よ り illustrate す る こ と が で き, end, pay the probabilistic は molecular の 気 body お よ び liquid (correct に は liquid surface) state の internal motions (に back to planning (movement)に related to て る る とが Ming ら になった になった Above の research を し て, steam condensation 気 の メ カ ニ ズ ム を molecular レ ベ ル で Ming ら か に す る こ と が で き た.

项目成果

水谷敏行,藤川重雄,高野泰斉,Mehdi MAEREFAT,赤松映明: "衝撃波管内蒸気中での衝撃波の反射と管端面での膜状凝縮に関する数値流体力学的研究" 日本機械学会論文集(B編).

Toshiyuki Mizutani、Shigeo Fujikawa、Yasunari Takano、Mehdi MAEREFAT、Eiaki Akamatsu：“冲击波管内蒸汽中的冲击波反射和管端表面上的膜状冷凝的计算流体动力学研究”日本机械工程师学会会议录（B版））。

Mehdi MAEREFAT,Shigeo FUJIKAWA,Toshiyuki MIZUTANI,Teruaki AKAMATSU: "Experimental Determination of Condensation Coefficient of Water Vapour by a Shock-Tube" Proceedings of 17th International Symposium on Shock Waves and Shock Tubes. 1. (1990)

Mehdi MAEREFAT、Shigeo FUJIKAWA、Toshiyuki MIZUTANI、Teruaki AKAMATSU：“激波管水蒸气冷凝系数的实验测定”第 17 届激波和激波管国际研讨会论文集。

藤川重雄,Mehdi MAEREFAT: "蒸気の分子論的凝縮機構に関する研究" 日本機械学会論文集(B編). 56. (1990)

Shigeo Fujikawa，Mehdi MAEREFAT：“蒸汽分子理论凝结机理的研究”日本机械工程师学会会刊（ed.B）56。（1990）。

Shigeo FUJIKAWA,Mehdi MAEREFAT: "Molecular Gasdynamics and Chemical Kinetics of Vapour Condensation" Proceedings of 17th International Symposium on Shock Waves and Shock Tubes. 1. (1990)

Shigeo FUJIKAWA，Mehdi MAEREFAT：“蒸气冷凝的分子气体动力学和化学动力学”第 17 届冲击波和激波管国际研讨会论文集。

Shigeo FUJIKAWA,Mehdi MAEREFAT: "A Study of the Molecular Mechanism of Vapour Condensation" JSME International Journal. 33. (1990)

Shigeo FUJIKAWA，Mehdi MAEREFAT：“蒸气凝结分子机理的研究”JSME 国际期刊。