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回転 す る巻糸体周 りの流 れ と動力損失

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(1)120. 論. 文. 回転 す る巻糸体周 りの流 れ と動力損失 (第4報)巻. The. Part. Flow. 4: Effect. 糸体の動力損失 に及ぼす巻糸体形状の効果. Around. the. of Pirn. Shape. Sukenori Hiroyuki. 金沢大学工学部 〃. 新 尾. 宅 田. 救 十. 徳 八. 〃. 山. 崎. 裕. 之. 〃. 伴. 場. 秀. 樹. Rotating. Pirn. on Power. and. Loss. Loss of Rotating. Shintaku,. Juhachi. Oda,. Yamazaki,. Hideki. Banba. Faculty of Engineering, Kanazawa. Power. Pirn. University, Kanazawa. Abstract. We have studied the relationship between the pirn shapes and the power loss of rotating pirn, and also have discussed the application of this study to high-speed winders which are frequently used for high-speed winaing and large package. The results obtained are as follows: 1) When the volume of pirn is constant, the power loss decreaves as the outside diameter and the taper angle of a pirn decreases. 2) A triangle cover with the base angle of 20 degrees is better than one with the base angle of 40 degrees from the viewpoint of power loss. 3) When we use the Reynolds number defined and the relationship between the Reynolds number and friction-factor in this study, we are able to estimate the power loss for any pirn shapes. (Received September 26, 1990) (Accepted for Publication November 11, 1991). 摘 目的. 要. 巻 糸体 を回転 させ る際 に生 ず る動力 損失 と巻糸 体形 状 の関係 を調 べ る.ま た,現 在 の高速 化,ラ ー ジパ ッケー ジ化 の巻. 糸体 形状 の例 と して高 速 ワイ ンダ によ る巻糸 体 を取 り上 げ,高 速 ワイ ンダへ の本 実験結 果 の適 用性 お よび応用 性 につ いて 考察 と検 討を行 う. 成 果 本 研究 によ って得 られた結 果 を以下 に示 す. 1)巻 糸体 の体 積 を一 定 とす れば,最 外 径並 び にテ ーパ 角 が小 さ いほど巻 糸体 の消費 動力 値 は小 さ くなる. 2)巻 糸体 周 りに設置 す る カバー は,巻 糸体 の形状 を問 わ ず底 角20degの. 三 角 カバ ーの方 が40degの. 場合 よ り消費動 力値 は小. さ くな る. 3)本 報 で定義 した レイ ノル ズ数 を用 い るこ とによ って,任 意形状 の巻 糸体 の消 費動 力値 を求 め る ことがで きる. (平成2年9月26日 受付) (平成3年11月11日 審査 終 了). T10.

(2) (論 文 集)Vol.45,No.1(1992). 1.. 緒. 121. 言. 著 者 ら は,既. に 巻 糸 体 周 り の 流 れ状 態 を 実 験 お よ. び数 値 解 析 に よ り明 らか に ひ2),動. 力 損 失 を改 善 す. る 目的 か ら巻 糸 体 に設 置 す る種 々 の 形 状 の カ バ ー に 対 して 流 れ 状 態 を 考 察,検. 討 して,最. 良 の カ バ ー形. 状 を 提 案 した3).そ こ で 本 報 で は,巻 糸 体 の 円 柱 部 高 さ を 一 定 と して テ ーパ 角 を 変 化 さ せ た 場 合 や 巻 糸 体 体 積 を一 定 と して 形 状 を変 化 さ せ た場 合,巻. 糸体の. 形状 が動 力損 失 に及 ぼす影 響 を実験 お よび数値解 析 に よ り明 らか に す る.ま は,こ. た 円 柱 部 高 さ一 定 の場 合 に. れ ら巻 糸 体 に底 角 の 違 う2種 類 の三 角 カ バ ー. を設 置 し た場 合 に 対 し巻 糸 体 テ‑パ. 角 と三 角 カ バ ー. 底 角 の 関 係 に っ い て 考 察 す る. さ らに,本 研 究 で 得 られ た結 果 が 高 速 化 お よ び ラ ー ジパ ッ ケ ー ジ化 と して 注 目 を 浴 び て い る 高 速 ワ イ ン ダへ 適 用 で き る よ う に高 速 回 転 域 ま で 研 究 範 囲 を 拡 張 し,こ れ ま で の 研 究 も含 め て 摩 擦 係 数 を 新 た な る レイ ノ ル ズ数 を 用 い て 評 価 す る こ と に よ っ て,任 意 形 状 の 回 転 体 の 動 力 損 失 を 算 出 す る手 法 を 提 案 す る. な お,本. 研 究 で 用 い た 試 料 は,表 面 が 十 分 に 滑 ら. か な 巻 糸 体 の 代 用 と な り試 作 が 容 易 な ナ イ ロ ン樹 脂 の模 型 で あ る.こ の 模 型 に よ る実 験 値 は,同 形 の 巻 糸 体 に よ る もの と ほ ぼ 同 一 に な る こ とを 確 認 した.. 図1 2.. 巻糸体基本形状. 動 力 損 失 に及 ぼ す 巻 糸 体 形 状 の 効 果. 2.1. 巻 糸 体 の 円 柱 部 高 さ を一 定 と して テ ー パ 角 を変 化 さ せ た場 合. 2.1.1. 実 験 お よ び解 析 モ デ ル. 巻 糸 体 は 図1に 420mm,円. 示 す よ う な 通 常 の3kg巻(全. ー パ20deg)の. 柱 部 高 さ200mm,最. 長. 外 径116mm,テ. 巻 糸 体 形 状 を 基 本 形 状 と して. ,こ こ. で は 円柱 部 高 さ お よ び最 外 径 を一 定 と し,テ ー パ 角 θρ=20,40,60,90deg(θP=90degは. 円 柱 形)の. 4種 類 に つ い て 巻 糸 体 周 りの 流 れ 状 態 の 数 値 解 析 や 動 力 測 定 を 行 う.ま. た以 上 の 条 件 に つ い て,図2に. 示 す よ う な θ=20,40degの. 三 角 カ バ ー を 設 置 した. 場 合 に つ い て 動 力 測 定 も行 い,そ. 図2. れ か ら θPと三 角. カ バ ー底 角 θの 関 係 を 考 察 した.な. お,本. 2.2 節 の 巻 糸 体 の 回 転 数 は7,000rpmで. 節 およ び. 一 定 で あ り,. と き の 測 定 か ら ボ ビ ンに よ る 最 大 の 消 費 動 力 値 は約. この 回 転 数 を維 持 す る た め の 巻 糸 体 の 重 量 に よ る機 械 的 な動 力 損 失 増 加 分 は,こ とす る.ま. 1Wに. こ で は考 慮 しな い もの. た ボ ビ ンの み を7,000rpmで. 三 角 カバ‑. な り,全 体 の 動 力 値 に 比 し て こ の 値 は 小 さ. い こ と か ら,ボ. 回 転 させ た. ビ ン の動 力 値 へ の 影 響 は特 別 に 考 慮. し な い もの と す る.. T11.

(3) 繊 維機 械 学 会誌. 122. (a)θp=20deg. (b)θp=40deg. 図3. 2.1.2. (c)θp=60deg. (d)θP=90deg. 巻 糸 体 の 円柱 部 高 さ を一 定 と した 場 合 の 数 値 解 析結 果 に よ る速 度 ベ ク トル図. 結 果 と考 察. は 巻 糸 体 表 面 に接 す る と流 体 が 遠 心 力 を 受 け る た. 巻 糸 体 の 円 柱 部 高 さ を 一 定 と し て テ ー パ 角 θpを. め,テ. ー パ 部 の ご く表 面 で回 転 し な が ら吹 き 出 して. 変 化 さ せ た 場 合 の 流 れ状 態 の 有 限 要 素 法 に よ る 解 析. 流 れ の 連 続 性 が保 た れ て い る と考 え られ る.こ. (解 析 手 法 は本 報 の 第2報2)に 準 ず る)結 果 を 図3に. 糸 体 付 近 の 流 れ に っ い て は タ フ ト法 に よ る 流 れ の 可. 示 す.こ. 視 化 実 験 に よ り確 認 を 行 った.次. こで 巻 糸 体 が 底 板 に接 近 し過 ぎ る と流 れ 状. 態 に 違 い が 生 じて くる が,こ. の 高 さ の 違 い に よ る流. れ 状 態 の 違 い は こ こ で は生 じな か っ た.な 小 さ な速 度 ベ ク トル は,rr8平. お,ご. 値Lを. く. 線 と一 致 しな い.こ れ は,第2報2)の. れ ら の動 力. θpに よ って 整 理 した 実 験 お よ び数 値 解 析 結. 果 を図4に. 面 の流 れ関数 の等値. に,こ. の巻. 示 す.図. 中 に は,こ. れ ら の 巻 糸 体 に底 角. の 違 う2種 類 の三 角 カ バ ー を 設 置 した場 合 の 実 測 値. 解析 手 法 にお い. も同 時 に 示 した.図4よ. り,数 値 解 析 結 果 は実 験 結. て θ方 向 の 流 れ 解 析 がr‑〓 平 面 の流 れ 解 析 の 後 に 行. 果 に ほ ぼ 一 致 して い る と い え る.そ. わ れ て い る た め,θ. 無 に か か わ ら ず θpの全 範 囲 に お い て θpが小 さ い ほ. あ る.図. 方 向 の流 れ が 優 先 され る か ら で. を み て も分 か る よ うに,θpに 関 係 な く巻 糸. 体 の 上 下 部 か ら吸 い 込 まれ 中 央 部 に集 ま り,こ. どLは. こか. 大 き くな る.こ. して カ バ ー の 有. の よ う な θpとLの. 関 係 は,. 円 柱 部 高 さ が 一 定 の も と で θウが 増 大 す る と 巻 糸 体. ら半 径 方 向 へ と 吹 き出 して い る流 れ 状 態 が 観 察 で き. 自体 の 表 面 積 が減 少 す る た め に生 ず る も の と考 え ら. る.し か し な が ら θp=60degと. れ る の で,こ. 円 柱 部 の 境 界 に お い て,流. な る と,テ ー パ 部 と. れ が 吸 い込 み か ら吹 き出. の点 に っ いて も う少 し考 察 を 加 え る.. 各 θpに お け る巻 糸 体 の 表 面 積 お よ び 単 位 表 面 積 当. しに極 端 に 変 化 す るよ うな流 れの 変化 が認 め られ. り のLを. る.そ して θp=90degで,こ. して テ ーパ 角 を変 化 さ せ た と き,L/表. の境界 部 でテ ーパ部方. 表1に. 示 す.巻 糸 体 の 円 柱 部 高 さ を 一 定 と 面 積 の 値 は θp. 向 の 流 れ と 円 柱 部 方 向 の 流 れ と い った よ う に 流 れ が. =20degの. 2分 され て い る.こ. 費 動 力 を 減 少 さ せ る 目 的 に 対 して θp=20degの. こ で,テ. ーパ方 向 に流 れた流 体. T12. 場 合 に 最 小 と な っ て い る こ とか ら,消 巻.

(4) (論 文 集)Vol.45,. No.1. 123. (1992). 図4. 糸 体 が 形 状 的 に よ い と い え る.次. 巻 糸 体 の 円柱 部 高 さ を一 定 と して テ ーパ 角 θpを 変 化 させ た場 合 の 消 費動 力L. に カ バ ー設 置 の 結. 果 か ら,カ バ ー を 設 置 す る こ と に よ っ てLは な り,し degの. の関 係 を 明 ら か にす る た め に,外. 小 さく. 10mmお. か も巻 糸 体 の テ ー パ 角 に 関 係 な く θ=20. 三 角 カ バ ー を 設 置 し た 方 が θ=40degの. 合 よ り もLは こ と は,数. 2.2.2. さ. 結 果 と考察. 巻 糸 体 の 体 積 を 一 定 と して テ ー パ 角 θPを変 化 さ. 多 くの 巻 糸 体 を 並 べ て 設 置 す る に 当 た っ 三 角 カ バ ー が θ=40degの. 径200mm,高. 円柱 形 巻 糸体 の動 力測 定. を 行 っ た.. 場. 小 さ く な って い る こ と が 分 か る.こ の. て,θ=20degの. よ び(50mmの. せ た場 合 の流 れ 状 態 の 数 値 解 析 結 果 を 図6に. そ れよ. ま た,前. 節 と同 様 に 動 力 値Lを. 示 す.. θPによ って 整 理 し. り も外 径 が 小 さ く場 所 を と らず に す む こ と も考 え る. た 実 験 お よ び 数 値 解 析 結 果 を 図7に. と好 都 合 で あ る と い え る.. り,実 験 結 果 と解 析 結 果 は こ こで も ほ ぼ 一 致 して い. 2.2. るが,前. 巻 糸 体 の 体 積 を 一 定 と して テ ー パ 角 を 変. は わ ず か ず っ で は あ る が 大 き く な る傾 向 を 示 して い 実験 お よび解析 モデ ル. る.こ れ に 対 して,解 析 結 果 は必 ず し も θpが大 き く. 巻 糸 体 の 体 積 と 最 外 径 を 一 定 と して テ ー パ 角 θp を2.1節. な る に従 っ てLが. と同 様 に変 化 させ た 場 合 の 巻 糸 体 周 り の流. れ 状 態 の数 値 解 析 や動 力 測 定 を 行 う.ま 体 積 を 一 定 と して,最. 節 の 円 柱 部 高 さ を 一 定 に し た場 合 の 結 果 と. 異 な り,実 験 結 果 に お い て θpが 大 き く な る ほ どL. 化 させ た 場合 2.2.1. 示 す .図7よ. が,こ. た巻 糸 体 の. 体 積 を 一 定 と す る こ と は,ボ. の こ と を 図6の. 流 れ状 態 図 に お い て 巻 糸 体 中. 央 部 の吹 き出 し流 れ に 注 目 して 考 察 す る と,θp=20 〜60degま. 外 径 を 基 本 形 状 よ り20mm. 大 き く した 場 合 の 動 力 測 定 も行 う.こ. 大 き くな っ て い る わ け で は な い. こで 巻 糸 体 の. ビ ンに 糸 を 巻 き取 っ た. で は 吹 き 出 し流 れ に そ れ ほ ど変 化 が な. い の に対 して,θp=90degでr‑〓. 平 面 に お け る吹 き. 出 し流 れ は 小 さ くな っ て い る.し. か し な が ら,θp=. 量 を 同 じ にす る と い う点 で 円 柱 部 高 さ が 変 化 す る こ. 90degに. と に な る た め,先. 値 と な る の は,ポ ン プ の 動 力 理 論 よ り1)r方 向 へ の 吹. の2.1節 で の モ デ ル と は異 な る.. こ こで の 巻 糸 体 の 詳 細 寸 法 は 図5の. よ う で あ る.こ. こ で ボ ビ ンの軸 方 向 の 長 さが 大 き く な る と,実. お い てLが. き 出 し流 量Qが. 際の. Hが. θ方 向 に 大 で あ る の で,結 果 的 に こ れ らを 乗 算. した 動 力Lは. の で,本. る た め で あ る,こ. 付 け 高 さ の 限 界 と し た.さ. らに,動. 力 と巻 糸 体 外 径. 対 して ほ ぼ 同 じ. 小 さ くて も,吹 き出 しの 速 度 ヘ ッ ド. 巻 取 工 程 に お い て 解 じ ょ時 の 張 力 変 動 が 大 き くな る 研 究 で は既 存 の ボ ビ ン を用 い て こ れ を巻 き. 他 の θpのLに. 他 の θPのLに. 対 して ほ ぼ 同 じ値 と な. れ よ り,回 転 流 れ の 次 の 動 作 と し. て 吹 き出 し流 れ が 生 じて い る こ とか ら,実 際 で は流. T13.

(5) 繊維機械学会誌. 124. 図5. (a)θp=20deg. 体積 を一定 と した巻糸体形状寸法. (c)θp=60deg. (b)θP=40deg. 図6. 巻 糸 体 の 体 積 を一 定 と した場 合 の数 値解 析 結 果 に よ る速 度 ベ ク トル図. T14. (d)θp=90deg.

(6) (論 文 集)vol.45,. No.1. (1992). 図7. 125. 巻 糸 体 の体 積 を一 定 と して テ ーパ 角 θpを変 化 さ せ た場 合 の 消 費動 力L. れ の 主 流 が 回 転 方 向 に近 い もの ほ ど エ ネ ル ギ ー 的 に. 糸 体 最 外 径 を わ ず か20mm大. 高 い もの と考 え られ る.ま. 積 を 一 定 に して い る に もか か わ らず,他. 100mmの. た,外. 径200mm,高. 円 柱 形 巻 糸 体 を,7,000rpmで. さ. 回転 させ. た と き,L=78.0Wを. 示 し,こ の高 さ が150mmと. な る とL=102.6Wを. 示 し た これ らの 円柱 形 巻 糸 体. も上 述 した 理 由 に よ り,吹. 大 き く な る もの と 考 え られ る.. ま た,θp=20degの. 巻 糸 体 に お い て,Lと. 径 の 関 係4)よ り,半. 径 の4乗. に 比 例 してLは. な る こ と か ら,最 外 径(36mmの. らの 結 果 を 数 値 で 示 す と表2の うに,巻 でL/体. 表2. よ うに な る.こ. れ. のよ. 取 量 が 一 定 で あ る巻 糸 体 体 積 一 定 の 条 件 下 積 の 値 を 比 較 す る と,巻 糸 体 最 外 径 は 小 さ. い 方 が圧 倒 的 に 有 利 で あ る.し か も巻 糸 体 最 外 径 を 一 定 とす る と θ pが 小 さ い ほ ど こ の 値 が 小 さ くな っ. 巻糸 体半 大 きく. て い る.よ っ て,基 本 形 状 の θp=20degの. 巻 糸 体 の 場 合,巻. 表1. の いずれ の. Lの 値 よ り も大 き くな る こ と が 明 らか に な る.こ. き 出 し流 れ の 速 度 ヘ ッ ド. 丑 が 大 き い た めLが. き くす る こ とが,体. 巻糸 体 は. 消 費 動 力 を 減 少 さ せ る 目的 に 対 し て よ い 形 状 で あ る. 巻糸体 の表面積 と測定動力値(巻 糸体円柱部 高 さ一定). 巻糸体 の体積 と表面積および測定動力値(巻 糸 体体積一定). T15.

(7) 繊維 機 械 学 会 誌. 126. といえ る.以 上 よ り,巻 糸 体 の巻 き取 り終了 の最終 の形 状 は,巻 き取 る量 を同 じとす れば,な るべ く最 外径 を小 さ く し,θpを小 さ くす る形状 が よ い といえ る.ま た最 外径 が小 さ く θpが小 さい巻糸 体形 状 は, 巻糸 体最 外部 とボ ビン間 の半 径方 向 距離 差が小 さ く な るか ら,巻 糸体 か ら糸 を解 除 す る ときの張 力変動 も小 さ くな る と考 え られ る. ここで前節 の巻 糸体 円柱部 高 さを一 定 と した と き の結 果 であ る表1と 巻糸 体体 積 を一定 と した ときの 結果 で あ る表2を 併 せ て考 え ると,L/表 面 積 の値 は 巻糸 体最 外 径d0=116mmで. θp=20degの. 巻 糸体. の場 合最小 とな る. 以 上 の ことか ら,巻 糸 体 の最高 周速 度 が動力 的 に 大 き く影響 す ると ともに,表 面 積 も大 き く影響 す る 図8. といえ る.従 って種 々の巻 糸体形 状 をLに よ って評 価す ると きは,最 高 周速 度 を考慮 しなが らも巻 糸体 の表面 積 を何 らか の形で統 一 して 評価 す る ことが必. 時 に 示 した.こ. 要 だ と思 われ る.こ の こ とにっ いて は次 の章 で考察 を与 え る. 3.. ル ズ 数 の範 囲 に お い て の 実 験 も同 時 に行 っ て い る. 以 上 よ り,(1),(2)式 で 定 義 したResとCfの. 本 実 験 に よ り得 られ た デ ー タ(図. 巻糸体 の回 転数 や形状 を変 化 させ て測 定 した消費. こ のResが. (1). 次 に 示 す よ う な レ イ ノ ル ズ 数R㏄. mm,高. ほ ぼ7.2×104の. 位 置 で 層 流 か ら乱 流 へ. さ300mmの. 表 面 が 滑 らか な 円 柱(模 型5). に つ い て の 結 果4,5)を層 流 と乱 流 の2領. た,Cfを. 域 に 分 け て,. 以 下 の よ うな 近 似 式 を 与 え る.. を用 い て整 理 す. 層流 域 で は,. る.. (3). 乱流 域 で は, この(3)式 を,他. (2) こ こで,Vsは. 中 の 白塗 の デー. と流 れ が 遷 移 して い る こ と が 分 か る.ま た,半 径50. 模 型 表 面 の微 小 面. そ の 微 小 部 で の 周 速 度 を 示 す.ま. も との 模 型 の 最 高 周 速 度,rsは. 示 した よ う に,こ. の デ ー タ と比 較 しや す い よ う に 図10. に お い て 直 線 で 示 した.こ. 図8に. の よ う に,遷 移 領 域 に お. い て デ ー タ に 多 少 の ば らつ き は あ る もの の こ の2領. の 模 型 を 表 面 積 お よ び 高 さ ん。が. 同 じ円 柱 模 型 と置 き換 え た 場 合 の 円 柱 の半 径,レ. よ り,. タ)お よ び過 去 の デ ー タ(図 中 の 黒 塗 の デ ー タ)は,. 動 力 値Lを 摩 擦係 数C曽 な る無次 元 数 で 整 理 す る ことを試 み た.LとGの 関係 を以 下 に示 す. は流 体 の密 度,dAは. 関 係 を両. 対 数 上 で プ ロ ッ トし た結 果 を 図10に 示 す.図. 概 算方 法. 積,Vは. こ で 過 去 の実 験 に お い て は,模 型3. に つ い て 流 体 を 空 気 か ら水 に 置 き 換 え た 高 い レイ ノ. 高 速 回 転 す る巻 糸 体 の動 力 損 失 の. こ こで,ρ. レイ ノル ズ数Resの 代 表 長 さ 篇 の 説 明 図. 域 に お い て,流. は. 体 を 空 気 か ら水 に置 き換 え て 実 験 を. 行 っ た デ ー タ も含 め て 種 々 の 模 型 のC∫ が 本 実 験 で. 流 体 の 動 粘 度 で あ る.代 表 長 さ と して 筏 を こ の よ う. 用 い たR。、で 整 理 す る こ と に よ って,(3)式. で ほぼ近. に置 い た の は,2.2節. 似 で き る こ と が 分 か る.こ. にお け る. で も考 察 した よ う にCfが. 体 表 面 と 流 体 と の 摩 擦 よ り消 費 さ れ るLを. 巻糸. 評価 す. か る.ま. 円 柱 模 型 に 置 き換 え る こ と で,そ. に,本. の評 価 の 統 一 化 を. 図 った た あ で あ る.. た 図10に 破 線 で 書 き 加 え ら れ て い る よ う. 実 験 の 典 型 的 な例 と して 流 体 中 で 回 転 す る 円. 板 を 考 察 す る と,流. 本 実 験 で 用 い た模 型 お よ び 比 較 の た め に 従 来 の 実. に は 生 産 ラ イ ンで のLを. 示 す.同. の2章. 各 デ ー タ も こ の 近 似 式 に ほ ぼ 一 致 して い る こ と が 分. る無 次 元 数 で あ る か ら,模 型 を 表 面 積 を一 定 と した. 験4,5)に用 い た種 々 の 模 型 の 形 状 を 図9に. こ で,先. 体 中 の 円 板 のC∫ は 層 流 域 で は. レ イ ノ ル ズ数 の 一〇.5乗 に 比 例 し6),乱 流 域 で は レイ ノ ル ズ 数 の 一 〇.2乗 に 比 例 す る7)こ と よ り,こ. 図. 評 価 す る た あ に,帝 人 製 機. れ ら. 種 々 の模 型 が こ の 両 対 数 上 で 乱 流 域 に お い て 円 板 の. の 高 速 ワイ ン ダ に よ っ て 製 造 し た 巻 糸 体 の 形 状 も同. デ ー タ と値 は 一 致 して い な い が,傾. T16. きが 一 致 して い.

(8) (論 文 集)Vol.45,No.1(1992). 127. 模 型2. 模 型1. 模 型3. 図9. る こ とが 分 か る.よ く して い く とCfの. 模 型4. 模 型5. 模 型6. 本 実 験 お よび 従 来 の実 験 に用 い た模 型 形 状(図 中 の記 号 は図10に 対応 す る). って 円 柱 形 の 高 さ を 極 め て 小 さ. 近似 値 を越 えて は いな い.よ ってLは,模. 型表 面 と. 測 定 値 は一 致 しな く な る が,巻. 流体 間 に生 ず る摩 擦 によ って消 費 され るため,こ の. 糸 体 と して の 円板 形 状 は通 常 考 え られ な い の で,図. よ うに種 々 の形状 の模 型 を表面積 を一 定 と した円柱. 10は 巻 糸 体 のCfの. 評 価 と して は十分 で あ ると考 え. 模型 に置 き換 え て考 え るこ とが で き る.ま た,流 体. ら れ る.参 考 ま で に他 の 駆 動 方 式 と して 実 際 の 現 場. を空気 か ら水 に置 き換 え た実 験結 果 もこの直線 に ほ. で の ワ イ ン ダ の デ ー タを 考 察 す る と,回 転 駆 動 が 直. ぼ近 い値 を取 って い る ことか ら,粘 性 力 に対 す る慣. 接 的 で は な く フ リク シ ョ ン ロ ー ラ に よ り回 転 させ て. 性 力 の比 を合 わせ る相似 則 で ある レイ ノルズの相 似. い る の で 近 似 値 よ り も大 きな 値 を 示 した が,円. 則 が成 り立 って い る こ とが分 か る.以 上 の結 果 か. 板の. T17.

(9) 繊維機械学会誌. 128. 図10. 図9の 模 型 の 摩 擦 係 数Cfと. ら,巻 糸 体 形 状 と そ の回 転 数 が 分 か れ ば,図10を い る こ と に よ っ て 簡 単 にLが. レイ ノル ズ数Resの 関係 3). 用. 概 算 で き る こと を等. 任 意形状 の巻 糸体 の摩擦 係数 を円柱 の モデル. に 置 き 換 え,本 こ と に よ っ て,摩. 味 し て い る.. 報 で定義 した レイ ノルズ数 を用 い る 擦 係 数 を 算 出 し,こ. れ よ り動 力 値. を 概 算 す る こ と が で き た.. 4.. 結. 言. な お 参 考 デ ー タ と し て,実. 本 研 究 よ り以 下 の 結 果 を 得 た. 1). 巻 糸 体 の 円柱 部 高 さ お よ び最 外 径 を 一 定 とす. れ ば,テ り,ま. こ に記 して 感. 謝 の 意 を 表 し た い.. ー パ 角 が 大 き い ほ ど 消 費 動 力 値 は小 さ くな. 参 考文 献. た 巻 糸 体 の体 積 を一 定 とす れ ば 最 外 径 が 小 さ. 1) 新 宅 ら;繊 機 誌,43,T1(1990) 2) 新 宅 ら;繊 機 誌,43,T34(1990). く テ ーパ 角 が 小 さ い ほど消 費動 力値 は小 さ くな っ. 3) 新 宅 ら;繊 機 誌,43,T68(1990). た. 2). 際 の作 業現 場 での デ ー. タ を 提 供 し て 頂 い た 帝 人 製 機(株)に,こ. 4) 新 宅 ら;繊 学 誌,39,T423(1983). 巻 糸 体 周 り の流 れ お よ び 動 力 損 失 を 改 善 す る. た め に カ バ ー を 設 置 した場 合,巻 底 角20degの. 5) 新 宅 ら;繊 学 誌,42,T39(1986). 糸 体 形 状 に よ らず. 三 角 カ バ ー が40degの. 場 合 よ り消 費. 動 力 値 は 小 さ い こ と が 分 か っ た.. T18. 6) 藤 本武 助;"流. 体 力 学",P.. 199, 養 賢 堂(1967). 7) 藤 本武 助;"流. 体 力 学",P.. 247,. 養 賢 堂(1967).

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