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液中渦キャビテーション発生条件に対する粘性の影響に関する実験研究

Experimental study on influence of fluid viscosity on occurrences of cavitation due to sub-surface vortex

江連 俊樹; 伊藤 啓; 木村 暢之; 小野島 貴光; 上出 英樹

Ezure, Toshiki; Ito, Kei; Kimura, Nobuyuki; Onojima, Takamitsu; Kamide, Hideki

液中渦によるキャビテーション発生に関して、基礎的な水試験装置により粘性の影響を把握する試験を行った。水温を10$$^{circ}$$Cから80$$^{circ}$$Cまで変化させることで、動粘性係数$$nu$$を1.3$$times$$10$$^{-6}$$m$$^{2}$$/sから3.7$$times$$10$$^{-7}$$m$$^{2}$$/sの範囲で変化させ、可視化により液中渦の発生条件を把握した。試験の結果、比較的$$nu$$が大きい場合には$$nu$$の影響が顕著であったのに対し、$$nu$$が小さくなるとその影響が小さくなることがわかった。この結果から、無次元循環$$Gamma$$$$^{*}$$を評価パラメータとして導入することで、キャビテーション係数と$$Gamma$$$$^{*}$$により、今回の試験結果を一つのマップ上に整理できることを見いだした。

A fundamental water experiment was performed in the cylindrical tank geometry to clarify the influences of fluid viscosity on the vortex cavitation. The fluid temperature was varied from 10 $$^{circ}$$C to 80 $$^{circ}$$C to control 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 the visualization measurement and image analysis. The experimental results showed that the influence of $$nu$$ was obvious under the large $$nu$$ conditions, while the influence became smaller according to the decrease of $$nu$$. Then, the normalized circulation, $$Gamma$$$$^{*}$$ was installed as an evaluation parameter based on the Burgers Model. As the results, it was observed that occurrences of vortex cavitation in the present geometry could be marshaled on a map by employing $$Gamma$$$$^{*}$$ and cavitation factor.

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