渦によるガス巻込み現象の研究

Study of gas entrainment from free surface by vortex

小泉 安郎*; 伊藤 啓; 大島 宏之; 大竹 浩靖*

Koizumi, Yasuo*; Ito, Kei; Ohshima, Hiroyuki; Otake, Hiroyasu*

本研究では、底面に出口部を有する容器内において発生する自由液面渦によるガス巻込み現象について実験的検討を行う。渦先端が容器底面に達する前は気泡状ガス巻込みが発生し、渦先端から離脱した気泡が出口部を通って流出する。流速が増加して渦先端が出口管内に侵入すると、出口管内において気相と液相の分離が生じ、流動様式がチャーン流さらには環状流へと変化する。この際、流速の増加に伴ってガス巻込み量も増加する。

Gas entrainment from the bottom of a container was examined in the case that there was a free surface with swirl flow and liquid flew out from an outlet at the bottom. Before the bottom of the vortex reached the bottom of the container, bubble-state gas entrainment from the tip of the vortex occurred and the bubbles flew out from the bottom outlet of the container. As the liquid velocity was increased, the bottom of the vortex invaded into the outlet piping and eventually air and liquid phase separation occurred in the piping. The flow state changed to a churn flow, and then to an annular flow and the entrained air flow rate increased considerably as the liquid flow rate was increased.