粒径：20μm
注入圧力110．8MPa
砥粒濃度：3．44vo1％↓
N＝0（素管） N＝6
N＝2
1．．
N：10
粒径：20μm
注入圧力110．8MPa
砥粒濃度＝3．44vo1％↓
N＝0（素管） N＝6
．一
N＝2 N＝10
N＝20
N＝4 0．2m皿
］
回4．6（b）内径0．4mmの細管内面の光学顕微鏡写真
粒径120μm
注入圧力：10．8MPa 砥粒濃度：3．44vo1％
↓
… 書
葦
旨
姜
、二6
N：0（素管）
N：2 N＝10
N＝4 N：20
…
］
0．2mm
図4．6（c）内径0．6mmの細管内面の光学顕微鏡写真
粒径120μm
注入圧力：10．8MPa 砥粒濃度：3．44vo1％
↓
N：0（素管） N＝6
N＝2 N＝10
N＝4 N：20
20μm
図4．7（a）内径0．2mmの細管内面のSEM写真
一47一
粒径120μm
注入圧力：10．8MPa 砥粒濃度：3．44vo1％
↓
N＝0（素管） N＝6
N：2 N：10
N＝4 N＝20
20μm
図4．7（b）内径O．4mmの細管内面のSEM写真
粒径120μm
注入圧力110．8MPa
砥粒濃度：3．44vo1％↓
N：0（素管） N＝6
N＝2 N＝10
N：4 N＝20
20μm
図4．7（c）
内径0．6mmの細管内面のSEM写真
一49一
4．3 考 察
図4．2に示した実験結果から，パス回数の増加とともに表面粗さは次第に低減してい くがとくに初期段階において低減が著しいこと，また，初期段階の低減の様態は管の 内径によって異なることがわかった．以下に，何故そのような現象が観察されたのか 考えてみる．
まず，管内を流れるスラリーの流動状態について考える．第3章でも述べたように，
管軸方向に流れるスラリーの流動状態はレイノルズ数Re4I6）によって規定され，それは 円管内の流れについて次の式で与えられる．
Rc＝一d／ソ （1）
ここで，dは管の内径，一はスラリーの平均流速，ソは水の動粘度である．以下に，説 明の都合上3章の記述を再録することにする．
いま，管の断面積をA，1パス当たりの時間（スラリーが管を通過する時間）をt，
直圧式増圧器のコラムの容積をV，流量をQとすると，連続の式より，Q＝A一である．
ここで，Q＝V／tであるので，スラリーの平均流速一＝V／Atとなる。ここで，dとソ の値は既知であるのでレイノルズ数Reはtを実測して一がわかれば求まる．tはコラ ム内の液体が完全に空になるまでの時間であるとして，スラリーが管を通過する時間 を実測した．その結果を表4．2に示す．表4．2によれば，管の内径が大きくなるにつれ て，時間tが次第に短くなることがわかる．水の動粘度ソは1，004mm2／sであるので，
妻4．2スラリー通過時間 径
mm
、一@ 、 、 SeCO．2 155
O．28 59
O．4
22
O．6 9
tの測定値を利用して計算した一を用いて，各管のレイノルズ数を計算した．その結果 を図4．8示す．図4．8には，スラリーの平均流速の値も併示している．
図4．8から，管の内径が大きくなるにつれてレイノルズ数は5900〜180（〕Oの範囲で 直線的に増加していくことがわかる．円管内の流体の流れに関しては，内径dで平均 流速一とした場合の臨界レイノルズ数は約2300である．したがって，高速流動研磨 の流体については，いずれの管の場合にも乱流になっていると推測される．しかし，研 磨に供しているのはスラリーであり，水に砥粒を懸濁したものである．水単独の場合
と動粘度は異なると考えられる．しかし，砥粒の混入率は1．7〜6．3vo1％と非常に小さ く，スラリーの動粘度は水のみの場合と大きく違わないと考えられる．
図4．8から，砥粒の流動速度は管の内径が大きくなるにつれて大きくなるので，砥 粒の運動エネルギーも管内径の増大とともに大きくなると考えられる．研磨作用の大 きさは，砥粒の運動エネルギーに比例するので，内径の大きい管ほど研磨量が大きく なる．このため，内径の大きレ）（面粗さの大きレ））管ほどパス回数の少ない段階で粗 さの低減が大きくなったものと推測される．しかし，パス回数の増加とともに粗さの 低減の度合が減少していくこと，また，これに及ぼす管径の影響に関しては砥粒の運 動エネルギーと作用砥粒数に関してより詳細な検討が必要である．そこで，以下に述
110
4
2．0×10注入圧力：10．8MPa
100 ミ