降伏応力を有する非ニュートン流体撹拌流動域の成長過程と動力特性
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概要
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Rushtonタービン翼を用いて降伏応力流体を撹拌する際, その動力が不十分なときに形成される翼周りの流動領域すなわちcavernの大きさと形状を検討するためにpH指示薬による可視化ならびにLDAによる流速測定を行った. 試験流体として用いたカルボキシビニルポリマー水溶液の流動曲線はHerschel-Bulkleyモデルで近似された. 極低回転数では2次流れをおこす法線応力効果が生じたので, 大きさと形状の測定はRe>10で行った. cavernが槽壁に到達しない条件でのcavernは, 中央部が窪み, 側面が丸みを帯びた円盤状である. 槽壁到達後でも表面は窪んでいる. 接線方向および合成速度の等高線の比較からcavern内での流れは接線方向支配であることが分かった. 見かけ粘度が大きいために低速度領域での速度変化は小さくなり, その結果, cavern境界付近において接線方向速度が翼先端速度の1%以下の領域はかなりの体積を占める. 翼先端速度の1%を基準としたcavernの成長過程はRe数に対する動力数の変化と対応し, その大きさは円柱形状のcavern表面と翼にかかるトルクのバランスから導出された以前のモデルで良好に相関される.
- 2000-05-10
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