予混合室付2流体アトマイザ内部の微粒化過程に関する基礎的研究

预混室二流体雾化器内雾化过程的基础研究

• 批准号: 05750163
• 负责人: 鈴木 孝司
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750163/
• 关键词: 液体の微粒化; 2流体アトマイザ; 気液二相流; 液膜流; 気液界面; 表面波

多量の液体を少ない空気流量で効果的に微粒化できる予混合室付2流体アトマイザは幅広い分野で利用されいる.しかし,内部の微粒化過程についてはほとんど解明されていない.この種のアトマイザにおける基本的な微粒化過程としては,(1)液滴の出口オリフィス通過時の再分裂,(2)オリフィス壁面に沿う液膜界面からの液滴発生および(3)オリフィス出口端での液膜の崩壊が考えられる.これらのうち,(1)については臨界液滴径などの従来の資料から,また,(3)については,出口端での液膜厚さがわかれば,気流中での液膜崩壊に関する資料からそれぞれ類推できよう.したがって,壁面に沿う液膜の加速ならびに液膜界面の崩壊が研究の要点となる.ここで,実際のアトマイザでは流動の観察が困難であるから,より大きな流路での実験が必要であることは言うまでもない.そこで本研究では,流路を風上方向にわずかに傾けることで任意の気流・液体の速度のもとで液膜厚さを自由に設定でき,しかもその傾角から液膜に作用する摩擦力が測定可能な実験装置,ならびに電気抵抗法に基づく界面波の波高・波速の計測装置を新たに製作して、液膜の界面性状や作用する摩擦力に及ぼす気流速度,液体速度,液膜厚さ,液体の物性値などの個々の流体力学的因子の影響を具体的に調べた.その結果,(1)液膜の界面性状は気液間の相対速度と液膜厚さに強く依存しており,巻波が発生する臨界の相対速度は液膜厚さが小さいほど大きくなること,(2)液膜に作用する摩擦力は巻波の発生にともなって急増すること,(3)巻波の波速は平均液体速度に比べて著しく大きいことなどを明らかにした.さらに,液膜界面の詳細な瞬間写真観察により,(4)界面からの液滴の発生は巻波の波頭部の崩壊に起因すること,(5)液滴が発生する臨界の相対速度は液膜厚さが小さいほど大きいことなどを明らかにして,2流体アトマイザの設計あるいは性能予測に有用な基礎資料を提示した.

A large amount of liquid can be used in the mixing chamber to reduce the air flow rate and reduce the particle size of the liquid. The internal micronization process is not easy to understand. The basic micronization process of the droplets is: (1) the re-splitting of the droplets at the outlet;(2) the droplet generation at the wall along the liquid film interface;(3) the droplet collapse at the outlet. (1) Critical droplet diameter, film thickness at outlet, film breakdown in gas flow, etc. The acceleration of liquid film along the wall surface and the collapse of liquid film interface are the main points of the study. This is a very difficult situation, and it is very difficult for us to find out what is going on. In this study, the flow path in the wind direction, the inclination angle, the liquid film thickness and the friction force acting on the liquid film were freely set, and the electric resistance method, the wave height and wave velocity of the basic interface wave, and the friction force acting on the liquid film were newly manufactured. Liquid film thickness, liquid physical properties, and the influence of hydrodynamic factors on specific tuning. The results are as follows: (1) The interfacial behavior of liquid film is strongly dependent on the phase velocity between liquid and film thickness, and the critical phase velocity of wave generation is small and large compared with the film thickness;(2) The friction force of wave generation is rapid and large compared with the film thickness;(3) The average liquid velocity of wave is large and large compared with the film thickness. (4) The cause of the wave head collapse of the droplet generation at the interface;(5) The critical phase velocity of the droplet generation at the interface; and (6) The useful basic data for the performance prediction at the interface design.