空気中に噴出する炭酸ガスの層流円形噴流の数値解析

Numerical study on laminar circular jet of carbonic acid gas discharging into air

文沢 元雄; 菱田 誠; 功刀 資彰

Fumizawa, Motoo; Hishida, Makoto; Kunugi, Tomoaki

高温工学試験研究炉では、配管破断事故時に炉内に浸入する空気量、黒鉛構造物の酸化量を知るために炉内に発生する多成分気体の流動状態を知る必要がある。本報では多成分気体の流れの中で最も基本的な流れの1つである円形噴流を取り上げ、静止気体(空気)中に異種気体(炭酸ガス)が層流状態で鉛直下向きに噴出する場合の2成分気体噴流の流れ場、濃度場を数値解析で調べた。その結果以下のことが分かった。(1)噴流は重力のために加速され、下流に向かって軸方向速度、半径方向速度共に増加する。(2)フルード数が小さい場合には、通常の浮力噴流の場合と同様、速度分布及び濃度分布の半値幅は流れ方向に増加するが、フルード数が比較的大きい場合には、速度分布の半値幅は流れ方向にほぼ一定であり濃度分布の半値幅は減少する。

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