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非等方乱流場における気液2相流動特性に関する研究

各向异性湍流场气液两相流特性研究

基本信息

批准号：
11J56412
负责人：
孫昊旻
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

大口径正方形断面流路内の垂直上昇する気液2相乱流の流動特性を計測するために、以下の実験を行いました。1、均一気泡径発生実験流路入口で発生する気泡径は、下流の流動特性に影響を及ぼすため、より均一な径を持つ気泡を発生できるよう、気泡発生プロセスを高速カメラで可視化しました。その結果、気液が混合する円柱状の焼結金属先端に気泡が巻き込まれ、大きな気泡柱が形成され、周囲の気泡よりも大きな気泡が断続的に気泡柱から離脱することが観測されました。これが原因で、発生気泡の気泡径が不均一でありました。そのために、焼結金属先端を円錐状のプラスチックで満たし、大きな気泡柱の形成を防ぎ、より均一な径を持つ気泡を生成することができました。これによって、実験条件が簡略化し、流路の形状が流動特性に与える影響を議論し易くなり、非常に有意義であります。これを基に大口径正方形断面流路の気泡発生部を改善し、以下の計測を行いました。2、大口径正方形断面流路内気相場計測4針式オプティカルセンサープローブを用いて、大口径正方形断面流路の下流断面内において、気泡ボイド率、気泡数率、界面積濃度、平均気泡径や気泡平均上昇速度を計測しました。結果、体積平均ボイド率が小さいときに、気泡は流路の壁面やコーナー部に集まるので、コーナー部近傍の気泡平均上昇速度は上昇しました。反対に、体積平均ボイド率が大きくなると、コーナー部の気泡数率が著しく減少し、コーナー部の気泡平均上昇速度が最小となりました。大口径正方形断面流路における界面積濃度、平均気泡径や気泡平均上昇速度分布を計測した実験は今まで存在しないため、非常に有益なデータベースです。3、大口径正方形断面流路内液相場計測気相場と同じ流動条件と計測断面において、熱線流速計を用いて、液相平均速度や乱流特性分布を計測しました。今まで気相と液相両方を詳細に計測した例はないため、非常に有意義です。

Measurement of flow characteristics of two-phase turbulent flow in a large-diameter square cross-section 1. Uniform bubble diameter generation at the inlet of the flow path, the influence of bubble diameter on the flow characteristics of the downstream, and the visualization of bubble diameter generation at the inlet of the flow path. As a result, the mixture of gas and liquid causes the formation of columnar sintered metal bubbles, the formation of large columnar sintered metal bubbles, the formation of circular columnar sintered metal bubbles, and the separation of columnar sintered metal bubbles. The reason for this is that the bubble diameter of the bubble is uneven. Sintered metal tip cone shape, large diameter bubble column formation, uniform diameter bubble formation This is because the conditions are simplified, the shape of the flow path is affected by the flow characteristics, and it is very meaningful. The bubble generation part of the large-diameter square cross-section flow path is improved, and the following measurement is carried out. 2. Measurement of gas phase field in large-diameter square section flow path 4-pin measurement of gas phase field in large-diameter square section flow path 4-pin measurement of gas phase field in large-diameter square section flow path 5-pin measurement of gas phase field in large-diameter square section flow path 5-pin measurement of gas bubble emission rate, gas bubble number rate, boundary area concentration, average gas bubble diameter and average gas bubble rising velocity. As a result, the volume average rate of bubbles was small, and the average rate of bubbles rising near the wall of the bubble flow path was increased. In contrast, the volume average rate of light emission is larger, the bubble number rate of light emission is smaller, and the average bubble rising speed of light emission is smallest. Measurement of boundary area concentration, average bubble diameter and average bubble rise velocity distribution in large diameter square cross-section flow path 3. Measurement of liquid phase field in large-diameter square cross-section flow path, measurement of phase field, measurement of flow conditions, measurement of cross-section, measurement of average velocity of liquid phase and distribution of turbulence characteristics This is a very meaningful measurement of the phase.