爆発で生成される渦輪の安定性と物質輸送に関する実験的研究

爆炸产生涡环的稳定性和质量传递实验研究

• 批准号: 09874084
• 负责人: 渡辺 慎介
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09874084/
• 关键词: 水中渦輪; 高Reynolds数渦輪; 物質輸送; 渦度の減衰

第1の課題は、水中Exploding Wireと呼ばれる爆発現象で作られ渦輪による物質輸送の実験である。水中を伝播する安定な高レイノルズ数渦輪による効率的な高速物質輸送を確認した。100μFのコンデンサを1.5kVから2.5kVに充電してから、直径0.2mmのW線に印加ことにより、Exploding Wireの爆発を起こし、渦輪を励起した。長さ2m、奥行き0.5m、水深0.45mの水槽中の一端で励起される渦輪に、流体の可視化に用いるダイアイオンを混入し、渦輪によるダイアイオンの輸送を観測した。渦輪発生装置の近傍では渦輪に巻き込まれないダイアイオンが多数存在するため、その領域での測定は除外し、渦輪発生器の0.4mから1.3mまでのあいだで測定を行った。印加電圧が1.5kVから2.5kVまで変化するとき、渦輪の初期速度は4.63m/sから6.40m/sまで増加する。Reynolds数は(1.13〜1.57)×10^5の程度である。このようなReynolds数領域における実験から、渦輪発生器から0.4mの位置で渦輪に取り込まれているダイアイオンの約40%が1.3mまで到達している。渦輪から離脱するダイアイオンの量は指数関数的に減少することから、数m、あるいはそれ以上の距離まで渦輪による効率的な物質輸送が可能であることが予想される。この実験に関する論文は現在執筆中である。第2の課題である、渦輪の安定性については現在実験が進行中である。直線型の渦輪発生装置により、これまで我々が行った10^5のオーダーのReynolds数を越える領域での安定な渦輪の伝搬を目指している。すでに、新型の渦輪発生装置による実験が開始されているが、直線型の渦輪発生装置に適した水槽が短いため、今後水槽を改造して実験する必要に迫られている。

The first problem is that the explosion phenomenon of the underwater Exploding Wire is caused by the explosion of the turbine and the material transportation. High speed transport of materials in water 100μF power supply: 1.5kV, 2.5kV, charging, 0.2mm diameter W wire, Exploding Wire, turbine excitation. One end of the tank, 2m long, 0.5 m deep and 0.45 m deep, is excited to generate the turbine, the fluid is visualized, the fluid is mixed, and the turbine is transported. Most of the turbine generators near the turbine generator exist except for the turbine generator 0.4m to 1.3m. The initial speed of the turbine increases from 4.63m/s to 6.40m/s. Reynolds number (1.13 ~ 1.57)×10^5. The number of Reynolds in the turbine generator is about 0.4m, and the turbine generator is about 40% 1.3m. The amount of material transferred from the turbine to the turbine is exponentially reduced, and the material transfer rate of the turbine to the turbine is possible. This paper is now being written. The second problem is that the stability of the turbine is in progress. Linear turbine generators are designed to operate 10^5 times faster than Reynolds numbers in the field of stationary turbine generators. The new turbine generator has been developed and the linear turbine generator has been adapted to meet the needs of the water tank.