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Influences of fluid viscosity on the occurrences of cavitation due to sub-surface vortex

液中渦によるキャビテーション発生に対する作動流体の粘性の影響

江連 俊樹; 木村 暢之; 飛田 昭; 上出 英樹

Ezure, Toshiki; Kimura, Nobuyuki; Tobita, Akira; Kamide, Hideki

液中渦によるキャビテーションに対して流体の粘性の違いが与える影響を調査するため、円筒容器体系での基礎的な水試験を実施した。水温を10$$^{circ}$$Cから80$$^{circ}$$Cの範囲で変化させることで、動粘性係数($$nu$$)を1.3$$times$$10$$^{-6}$$から3.7$$times$$10$$^{-7}$$m$$^{2}$$/sの範囲で変化させ、粘性の影響を調査した。液中渦によるキャビテーション発生は、CMOSカメラにより撮影したデジタル画像を画像処理することにより検出した。そのうえで、$$nu$$の異なる条件下での、液中渦の発生状況を発生率とキャビテーション係数との関係により整理した。実験の結果、$$nu$$の影響は$$nu$$が大きい条件下では顕著であるものの、$$nu$$が減少するにつれ、影響が小さくなることがわかった。

A fundamental water experiment was performed in a cylindrical tank geometry to investigate the influences of fluid viscosity on the cavitation due to sub-surface vortex (vortex cavitation). In order to clarify the influence of fluid viscosity, the fluid temperature was varied from 10 $$^{circ}$$C to 80 $$^{circ}$$C to change the kinetic viscosity ($$nu$$) of fluid from 1.3$$times$$10$$^{-6}$$ to 3.7$$times$$10$$^{-7}$$m$$^{2}$$/s. The occurrences of vortex cavitation were detected by image analysis on digital images of vortex cavitation captured by a digital CMOS camera. Then, the occurrences of vortex cavitation were evaluated from the relation between the yield fraction curves of vortex cavitation and the cavitation factor under several different $$nu$$ conditions. The experimental results showed that the influence of $$nu$$ was obvious under the large $$nu$$ conditions. However, the influence became smaller according to the decrease of $$nu$$.

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