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204 パイファ営ーにおける空気一水系環状-二頑玩丙奈岐特註 (液 j商 と 液 牒 の 影 響 )
学 * 小野浩二(大分高専) 指導教官
1.緒言 環状二相流のパイファ管における分岐特性は、単相
流の場合より複雑な要因が多く、十分な現象の解明が なされていない。昨年は、入口乾き度を増加させると 水が枝管に流れ易くなることが分った。しかし、環状 流には液膜と液滴が存在し、それぞれがどのように分 配するかが分らない。そこで、今までの装置に液膜除
去形成装置を取り付け、液膜のみ、液滴のみ、 ii~J民十
液滴の 3条件で、それぞれの分岐特性を調べた。
2.実 験 装 置 及 び 実 験 方 法
実験装置は図 lに示し、詳細は既報 1) に記す。今回
は、液膜と液滴の分岐特性に及ぼす影響を調べる為 に、液膜除去形成装置を分|岐部上流に取り付けた。 j夜
滴のみの分|岐特性を調べる場合、装置上流より流れて きた液膜をシンター管を過して吸取り、分岐部に液滴 だけを流す。液膜の分|岐特性を調べる場合には 2つの 方法があり、 1つは液膜と液滴を同時に流した実験値 より液滴のみの実験値をヲ iいて計算する方法と、 2つ 目は、分岐部上流に設置している液膜形成装置のシン ター管を通して水を管内に流入して分岐部には液膜だ けの状態にする方法である O 各実験は空気流量を 2.2 2m3/分一定、水流量を、4-0、100L/分で枝管の空気流
量分配比を変化させて実験を行なう。
河野将弥
小西忠司 (大分高専) 加藤勝敏那賀修二
3.実験結果及び考察
3.1 液滴と液膜の分岐特性
図 2は、枝管について横軸に水流量分配比、縦軸に
空気流量分配比を示し、空気流量を 2.2m3/分一定と し、水流量を 40，100L/hと変化させた場合の実験結果 を示している o 図中の 45度線は等分配線であり、線よ り左上は走行管に、右下になると枝管に水が多く流れ
ることを示している o 全体的傾向として、液滴は、等分配線より左上に位
置するため枝管側に流れ易く、液膜は右下に位置する ため走行管側に流れ易くなるo このように、液膜と液 滴が混合する環状流の分配特性は、液j商と液牒の各分 配特性及び、液滴と j夜膜の割合、つまりエントレイン メントによって決まってくるo
YI~7商のみの傾向は、各流量とも空気流量分配比が 0.5
~0.6で傾きが変化する o これは、写真 l に示される
ように、枝管と走行管の聞によどみ流域が形成され、 その一部が液牒として枝管側に吸い込まれると考えら れる。
液膜のみの実験では、水流量が増すと、水は走行管 側に流れ易くなるo これは、-水流量が増すと慣性力が 増し、走行管に流れ易くなるためで写真 2の線 Aと写 真 3の線 A'を比べると、液膜が枝管に吸い込まれる境 界線が右に移動していることが観察できる o
図 1 . 実 験 装 置 全 休 系 統 図
-f
o 10-droplclonly- 口 10-droplel'fiIm ，:/ ~O・film(calcuralcd)
0.2 0.4 0.6 0.8 1 LiquidMassFlowRatio m3L/mlL
図 2. 液 j商 と 液 膜 の 分 岐 特 性
・
・
IO-droplelonly
IO-droplel.fi1m
A lO-fiIm(calcuraledl
的 ω吋玄 的 M W・0