抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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収束発散ガラスノズルを通る水流は圧力降下を体験し,その速度は収束部を通って流れるにつれて増加する。非粘性流体では,圧力最小値はノズルスロートで生じ,断面積は最小である。最小圧力が水蒸気圧力以下であれば,キャビテーションが発生する。収束発散ノズルを通る実際の最小圧力は多くの因子に依存し,ノズルスロートでは発生しない。さらに,ノズルを通る流体は準安定領域に駆動され,その後,蒸気圧より低圧でキャビテーションする。これらの因子はすべて複雑で非定常な流れパターンを生成する。収束発散ノズルで流れる水におけるキャビテーションの開始に導く正確な条件はよく理解されていない。明確なガラス収束発散ノズルの利用は,早期キャビテーション形成を著しく促進せずにノズル内の速度ベクトル場の粒子画像流速測定(PIV)測定を可能にした。10μm直径のガラス球をPIV測定に使用するためのシード粒子として選択した。これらのシード粒子は,ノズルにおけるキャビテーションの形成(または開始)に有意な影響を及ぼさなかった。しかし,より大きなシード粒子(直径120μm)は核形成の見通しを提供し,早すぎるキャビテーションを促進した。ノズルに流入する流れを破壊するため,シード粒子をノズルから著しく上流に噴射した。ノズル壁近くの小領域を interぐために十分な種子粒子を供給するために高い種子密度が必要であった。しかし,高い種子密度も,スペックリングを引き起こし,意味のあるPIV測定を生成する能力を減少させた。Nd:YAGレーザはノズル中のシード粒子の照明を提供した。ノズル外部のレーザ反射は,PIVカメラの飽和を避けるために最小化しなければならない。偏光フィルタをカメラに設置して反射を低減した。ノズルを囲む囲いも設計し,利用した。エンクロージャは,ノズル外部壁のレーザ反射を減らせるために水で満たされた。フレーム間の時間経過は,PIVでインターロゲートしたノズルの各セクションに対して調整しなければならない。正確な速度測定では,粒子は少なくとも2つの粒子直径を移動させるのに必要なが,各質問セルの25%未満であった。ノズル内に存在する速度の大きな変化は,シード粒子変位要求を満足して1時間間隔を防いだ。フレーム間の時間間隔は,そのセクションで見られる速度の範囲に依存して,ノズルの各セクションに調整しなければならない。ノズルスロート近傍の速度プロファイルの詳細な測定は,全てのタイミングパラメータに対して正確な制御を必要とし,利用可能なハードウェアを最小可能な時間間隔に押し込んだ。再循環領域およびキャビテーションフロントにおける壁近くの詳細なPIV測定は,長距離顕微鏡の使用を必要とした。これは視野を限定し,高い種子粒子密度を必要とし,それは壁近傍領域における種子粒子の流れに対する制御の欠如による問題を示した。PIVは,流れを破壊することなく,収束発散ノズル内の速度ベクトル場の測定を可能にした。これらの測定は,特に境界層分離が再循環流の領域に沿って観察されたキャビテーションフロント近くの領域で,ノズル全体にわたる詳細な速度と流れパターン情報を提供した。これらの詳細な速度分布は,収束発散ガラスノズルの完全なPIV解析を提示するためにコンパイルした。キャビテーション開始近傍の速度場の測定は,キャビテーションを誘発する条件および水流が準安定領域に駆動できる程度のより良い理解を可能にした。Please refer to the publisher for the copyright holders. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】
