自由液面渦によるガス巻込み現象の評価

Evaluation of vortex gas entrainment phenomena

伊藤 啓*; 松下 健太郎  ; 江連 俊樹 ; 田中 正暁  ; 大平 直也*; 伊藤 大介*; 齊藤 泰司*

Ito, Kei*; Matsushita, Kentaro; Ezure, Toshiki; Tanaka, Masaaki; Odaira, Naoya*; Ito, Daisuke*; Saito, Yasushi*

巻き込まれた気泡によってポンプ等の流体機械の性能低下が引き起こされる可能性があることから、バスタブ渦によって巻き込まれるガスの流量(ガス巻込み流量)の推定が重要となる。本研究では、著者らが提案した旋回環状流モデルに基づくガス巻込み流量の評価モデルの適用性を確認するために、数値解析によって得られた渦の自由表面凹部(ガスコア)周辺の液相流速分布に本評価モデルを適用し、ガス巻込み流量を評価した。その結果、適切な評価領域を設定することで、ガス巻込み流量を評価できる見通しを得た。

The estimation of entrained gas flow rate by a bathtub vortex is important in terms of a possibility to causes the performance degradation when the entrained bubbles are mixed into fluid machineries, e.g. pumps. In this study, to confirm the applicability of a model based on circulating annular flow model proposed by the authors, entrained gas flow rate is evaluated using the liquid velocity distribution around free surface dent of vortex (gas core), obtained by CFD data. As a result, it was indicated that it would be possible to evaluate the gas entrainment flow rate by setting an appropriate evaluation region.