JPS58105034A - 粒子状物質拡散模擬試験方法 - Google Patents
粒子状物質拡散模擬試験方法Info
- Publication number
- JPS58105034A JPS58105034A JP20462081A JP20462081A JPS58105034A JP S58105034 A JPS58105034 A JP S58105034A JP 20462081 A JP20462081 A JP 20462081A JP 20462081 A JP20462081 A JP 20462081A JP S58105034 A JPS58105034 A JP S58105034A
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- wind
- fluid
- granular substance
- settling
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
- G01M9/06—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing
- G01M9/065—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing dealing with flow
- G01M9/067—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing dealing with flow visualisation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
子状物質の拡散状況を実験室内で模擬試験する方法に関
するものである。
するものである。
野積されている砂や石炭粉は，風に吹かれて飛散し，し
かる彼に自重により降下して沈着する。
かる彼に自重により降下して沈着する。
このような自然界における流体の作用する現象を実験室
内に持ち込む場合には．風洞や水槽による模擬試験が好
ましい。
内に持ち込む場合には．風洞や水槽による模擬試験が好
ましい。
たとえば風洞内に建物や山河の地形模型を置き，その風
上に砂などを積んでおくと，砂は風洞内の風により飛ば
されて地形模型上に積もる。
上に砂などを積んでおくと，砂は風洞内の風により飛ば
されて地形模型上に積もる。
従って．もしその飛散・沈着の現象が自然界と同じよう
に行なわれるのであれば，実際に現地で砂を飛ばさなく
ても良いことになり，様々な場合をシミュレートするこ
とが可能となる。
に行なわれるのであれば，実際に現地で砂を飛ばさなく
ても良いことになり，様々な場合をシミュレートするこ
とが可能となる。
このような粒子状物質拡散の模型実験を実施する場合に
は流体中の粒子の運動方程式から。
は流体中の粒子の運動方程式から。
次の２つの相似パラメータを満足しなければならない。
ｌ粒子の抵抗に関する相似則
Ｆ，＝ｃρＩー／ρ，Ｄ
２粒子の沈降に関する相似則（フルード数の逆数）
Ｆ２−ｇＬ（ρ１−ρ）／１１２ρｌ
ここで，Ｃ：抵抗係数
ρ：流体密度
■、：代表長さ
ρｌ：粒子密度
Ｄ：粒子径
ｇ：重力加速度
１」：流体速度
である。
今２粒子の沈降に関する相似パラメータＦ２を野外と模
型で一致させるためには、スケールＬを小さくするのに
相当する分だけ、流体速度Ｕを小さくすれば良く、模擬
実験が可能である。
型で一致させるためには、スケールＬを小さくするのに
相当する分だけ、流体速度Ｕを小さくすれば良く、模擬
実験が可能である。
しかし１粒子の抵抗に関する相似パラメータＦ１を野外
と模型とで一致させるためには同じ物質粒子および流体
を用いた場合、スケール比Ｌ／Ｄを合わせる必要がある
。
と模型とで一致させるためには同じ物質粒子および流体
を用いた場合、スケール比Ｌ／Ｄを合わせる必要がある
。
したがって、たとえば模型の縮尺が１／１００の場合に
は粒子径も１／１００にしなければならず。
は粒子径も１／１００にしなければならず。
野外において飛散する粒子の径１通常１００．／７ｍ以
下のものを、更に１／１００に壕で縮小することは現実
的には不可能である。
下のものを、更に１／１００に壕で縮小することは現実
的には不可能である。
このような理由によって、煙や排気ガスなどの拡散、い
わゆるガス拡散の模型実験は既に１０数年来地形模型を
用いた実用的な風洞実験が実施されて来たものの１粒子
状物質の拡散に関しては行なわれていなかった。
わゆるガス拡散の模型実験は既に１０数年来地形模型を
用いた実用的な風洞実験が実施されて来たものの１粒子
状物質の拡散に関しては行なわれていなかった。
しかし、現実の大気汚染では、煙突からの媒しん及び貯
炭場楊運炭設備からの炭じんなどが問題となって来てお
り、これら粒子状物質の空気抵抗と重力沈降を考慮した
模型実験が望まれている。
炭場楊運炭設備からの炭じんなどが問題となって来てお
り、これら粒子状物質の空気抵抗と重力沈降を考慮した
模型実験が望まれている。
本発明はこの要望に答えるものであって９粒子状物質の
流体による拡散状況を、風洞あるいは水槽内で模擬する
試験方法において、上記粒子状物質と流体との相対密度
比（流体／粒子）より小さい相対密度比を有するように
他の粒子状物質あるいは他の流体を用いて模型による拡
散を模擬するようにした模擬試験方法である。
流体による拡散状況を、風洞あるいは水槽内で模擬する
試験方法において、上記粒子状物質と流体との相対密度
比（流体／粒子）より小さい相対密度比を有するように
他の粒子状物質あるいは他の流体を用いて模型による拡
散を模擬するようにした模擬試験方法である。
すなわち粒子の抵抗に関する相似則
Ｆ、 ＝ ＯρＬ／ρＩＤ
を満足させる際の問題点であってスケール比ＬＤの一致
から必要となる粒子径の縮小限界を。
から必要となる粒子径の縮小限界を。
相対密度比ρ／ρｌを大きくすることによって補完する
ようにした。
ようにした。
つまり実際に飛散する粒径を、模型の縮尺に合わせて小
さくできないような風洞実験では。
さくできないような風洞実験では。
風洞内で飛散させる粒子の密度ρ１を、実際の粒子の密
度より軽くして１粒子に働く空気抵抗力を野外と模型と
で一致させるよう、にした。
度より軽くして１粒子に働く空気抵抗力を野外と模型と
で一致させるよう、にした。
一方水槽実験においては、水槽内に吐出させる粒子の密
度ρ１を実際の粒子密度より軽くする他に、流体密度ρ
を大きくすることによって相対密度比ρ／ρ１を大きく
することも可能である。
度ρ１を実際の粒子密度より軽くする他に、流体密度ρ
を大きくすることによって相対密度比ρ／ρ１を大きく
することも可能である。
以下図面を用いて本発明の方法を具体的に説明する。
表ＩＡ行に示すように粒径Ｄ＝１００μｍの石炭粒子゛
（ρ１＝ｌ ５００ｋｇ／ｎｆ ）が風速ｕ ＝＝ １
０ ｍ ／ ８ｅＯの風によって飛散する状況を模擬す
るものとする。なお、その他の値は表ＩＡ行に示すとお
りである。
（ρ１＝ｌ ５００ｋｇ／ｎｆ ）が風速ｕ ＝＝ １
０ ｍ ／ ８ｅＯの風によって飛散する状況を模擬す
るものとする。なお、その他の値は表ＩＡ行に示すとお
りである。
第１図は風洞試験の図であって、実験条件は表ｔＣ行に
示しである。
示しである。
風洞測定室９内に、実物の１／１００の煙突１゜建屋２
および地形８の模型を入れる。
および地形８の模型を入れる。
次に粒子の抵抗に関する相似則
Ｆ、 ＝ ＯρＬ／ｐＩＤ
を満足するような石炭粒子より軽い粒子１０を選定し、
その粒径を定める。（／）１＝ １５０ ｋｇ／ｒｒ？
。
その粒径を定める。（／）１＝ １５０ ｋｇ／ｒｒ？
。
Ｄ−１０μｍ）
このような粒子１０を煙突ｌから吐出するとともに９粒
子の重力による沈降に関する相似則Ｆ２ ＝ ｇ ｔ、
（ρｌ−ρ）／ｕ２ρｌを満足するように実際より遅
い風１ ｍ／ ＢｅＣを測定室９内に流す。
子の重力による沈降に関する相似則Ｆ２ ＝ ｇ ｔ、
（ρｌ−ρ）／ｕ２ρｌを満足するように実際より遅
い風１ ｍ／ ＢｅＣを測定室９内に流す。
粒子ｌＯは気流の乱れ効果７．移流効果５゜および沈降
効果６を同時に受けながら移動し最終的には地形Ｂ上に
沈着する。
効果６を同時に受けながら移動し最終的には地形Ｂ上に
沈着する。
上記したように、この実施例ではＦｌ・Ｆ２で示した２
つの相似則を満足しているので、１００７１ｍの石炭粒
子が１０ ｍ／ ｓｅｅの風によって飛散するのと同一
の現象が、風洞の測定室９内に再現されたことになる。
つの相似則を満足しているので、１００７１ｍの石炭粒
子が１０ ｍ／ ｓｅｅの風によって飛散するのと同一
の現象が、風洞の測定室９内に再現されたことになる。
なお、この粒子の濃度分布を定量的に測定するには、吸
引管４を測定室内で移動させながら粒子１０を吸引し、
フィルタ１１で捕集して調べるなどの方法をとることが
できる。
引管４を測定室内で移動させながら粒子１０を吸引し、
フィルタ１１で捕集して調べるなどの方法をとることが
できる。
本発明の方法を使用しないで風洞実験を行なおうとする
と１表ＩＢ行に示したよう（Ｃ模型の粒子径内は１１１
ｍとり、実施不可能である。
と１表ＩＢ行に示したよう（Ｃ模型の粒子径内は１１１
ｍとり、実施不可能である。
第２図には回流式水槽を用いての上記と同じ現象を再現
する装置が示してあり、その条件は表ＩＤ行に示す。
する装置が示してあり、その条件は表ＩＤ行に示す。
この場合流体は水であるので、相対密度比を十分大きく
取ることができることになり、模型の縮尺゛を更に小さ
くすることが可能である。
取ることができることになり、模型の縮尺゛を更に小さ
くすることが可能である。
第２図において第１図と同一の符号を付したものの構造
作用は同一であるので説明を省くが。
作用は同一であるので説明を省くが。
模型の縮尺が１／１０００であることを述べておく。
流速０．１８ ｍ ／ ｓｅｅで回流する回流水槽測定
室１２内の粒子１０の分布の測定には、レーザ光源１８
よりレーザシート１４を照射し、このレーザシート１４
中の粒子数を電算機によって信号処理すれば良い。
室１２内の粒子１０の分布の測定には、レーザ光源１８
よりレーザシート１４を照射し、このレーザシート１４
中の粒子数を電算機によって信号処理すれば良い。
第３図には曳航式水槽による模擬試験を示してあり、そ
の条件は表ＩＥ行に示しである。
の条件は表ＩＥ行に示しである。
この場合には水に浮くような粒子を用い相対密度比を上
記回流式水槽の場合より更に太きくしたので、模型の縮
尺を１７１００にすると８０００μｍすなわちａ ｍｍ
と大きな粒子を用いることが可能となり、写真撮影によ
る分布の観察が可能となる。
記回流式水槽の場合より更に太きくしたので、模型の縮
尺を１７１００にすると８０００μｍすなわちａ ｍｍ
と大きな粒子を用いることが可能となり、写真撮影によ
る分布の観察が可能となる。
なおこの場合粒子１０は水に浮び上昇するので、模型１
，２．８の地面板１６の下面に逆さ捷に取り付け１台車
１８によって水槽１５内を１ ｍ／ ｓｅａで走向させ
れば良い。
，２．８の地面板１６の下面に逆さ捷に取り付け１台車
１８によって水槽１５内を１ ｍ／ ｓｅａで走向させ
れば良い。
第１図ないし第８図は本発明の模擬試験方法を行なう装
置であって、第１図は風洞試験、第２図は回流水槽試験
、第８図は曳航水槽試験の装置を夫々示す図である。 １：煙突、２：建屋、８：地形、１０：粒子代理友 坂
間 暁 ０珍
置であって、第１図は風洞試験、第２図は回流水槽試験
、第８図は曳航水槽試験の装置を夫々示す図である。 １：煙突、２：建屋、８：地形、１０：粒子代理友 坂
間 暁 ０珍
Claims (1)
- 粒子状物質の流体による拡散状況を１風洞あるいは水槽
内で模擬する試験方法において、上記粒子状物質と流体
との相対密度比（流体／粒子）より小さい相対密度比を
有するように他の粒子状物質あるいは他の流体を用いて
模型による拡散を模擬するようにしたことを特徴とする
粒子状物質拡散模擬試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20462081A JPS58105034A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 粒子状物質拡散模擬試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20462081A JPS58105034A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 粒子状物質拡散模擬試験方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58105034A true JPS58105034A (ja) | 1983-06-22 |
Family
ID=16493487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20462081A Pending JPS58105034A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 粒子状物質拡散模擬試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58105034A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4646564A (en) * | 1984-02-19 | 1987-03-03 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method for testing gas diffusion and apparatus for same |
| CN102121384A (zh) * | 2011-01-13 | 2011-07-13 | 河南理工大学 | 一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法 |
| CN108593253A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-09-28 | 温州大学激光与光电智能制造研究院 | 一种材料表面流体阻力测试方法 |
-
1981
- 1981-12-18 JP JP20462081A patent/JPS58105034A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4646564A (en) * | 1984-02-19 | 1987-03-03 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method for testing gas diffusion and apparatus for same |
| CN102121384A (zh) * | 2011-01-13 | 2011-07-13 | 河南理工大学 | 一种橡胶液力袋模拟煤层开采方法 |
| CN108593253A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-09-28 | 温州大学激光与光电智能制造研究院 | 一种材料表面流体阻力测试方法 |
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