長方形管内気液二相流の研究（第1報） : 水平管内
における流動と圧力損失
著者
松村 博久, 井手 英夫
雑誌名
鹿児島大学工学部研究報告
巻
17
ページ
25-34
別言語のタイトル
STUDIES ON TWO-PHASE GAS-LIQUID FLOW IN
RECTANGULAR CHANNELS (Report 1) : Flow
Behavior and Pressure Drop with Air-Water Flow
in Horizontal Channels
長方形管内気液二相流の研究（第1報） : 水平管内
における流動と圧力損失
著者
松村 博久, 井手 英夫
雑誌名
鹿児島大学工学部研究報告
巻
17
ページ
25-34
別言語のタイトル
STUDIES ON TWO-PHASE GAS-LIQUID FLOW IN
RECTANGULAR CHANNELS (Report 1) : Flow
Behavior and Pressure Drop with Air-Water Flow
in Horizontal Channels
長方形管内気液二相流の研究(第1報)
水平管内における流動と圧力損失
松 村 博 久･井 手 英 人(受理 昭和50年5月31日)
STUDIES ON TWO･PHASE GAS･LIQUID FLOW IN RECTANGUI.AR CHANNELS (Report 1)
Flow Behavior and Pressure Drop with Air･Water
Flow in Horizontal Channels
Hirohisa MATSUMURA and Hideo IDE
There are many correlations on pl.eSSure drop and void fraction with two-phase gas-liquid now in plpeS, but few in channels with non-circular cross sections.
In this report the experimental investigations are arranged for pressure drop and void fraction with two-phase air-water Row in horizontal rectangular channels.
The data of pressure drop are compared with the usual correlation which is the
rela-tion between the ratio of the fricrela-tional pressure drop for two-phase air-water flow to the
single-phase water now and Martinelli's parameter, and the visual results of now pattern
are correlated to void fraction and the ratio of mass flow rate for air to water.
1.ま え が き 気液二相流の圧力損失や流動様式については,従来 より種々の条件で実験され,多数の研究結果が報告1) されている.しかし,これまでの実験的研究は供試管 としておもに円管が使用されており,円形断面以外の 管路を用いた実験は数少ない.そのために非円形断面 管路における気液二相流の摩擦圧力損失は,その智路 の代表長さに水力相当直径を用いて,便宜的に従来の 円管にたいする関係式から算定している.この非円形 断面管路にたいする円管等置法の利用は簡便である が,それによる誤差については確立されていない.た とえば, Petrick2)の鉛直長方形断面管路(水力相当 直径20mm,縦横比4.0および水力相当直径6･O mm,縦横比16の2種類)による実験結果は,管路の 代表長さに水力相当直径を用いて円管と同様に整理さ れているが,円管の場合と異なった結果もみられる･ 上述の観点より,本研究は非円形断面管路として長 方形断面管路を選び,その管路内における気液二相流 の圧力損失と流体各相の挙動の関係を実験的ならびに 解析的に解明するために行なわれている･本報におい ては,水平管内の空気一水二相流における摩擦圧力損 矢が,管路の縦横比および管路断面の縦長と横長によ って受ける影響について実験的に調べ,それらの結果 を従来からよく用いられている水平円管内気液二相流 の摩擦圧力損失にたいするLockhart-Martinelli3)の 方法で整理している.また,気体体積率および肉眼観 察による流動様式との関係についても検討し,管路断 面の幾何学的形状の影響を解析的に考察している. 2.実験装置および実験方法 実験装置の概略を図1に示す. -ツドタンク①から 供給される水は水流壷調節弁④で制御され,水流量計 ④を通って気液混合部④に入る.また,空気圧縮機㊥ から供給される空気は,ストレーナ㊥と減圧弁⑦を経 て空気流量調節弁㊥で制御され,空気流量計㊥および サージタンク⑲を通って気液混合部④に入る.水と空 気は気液混合部で混合され,気液二相流となって水平 に設置されている測定管⑭に入る.測定管を出た気液 二相流は集水タンクを経て外部に排出される. 測定管⑯は無色透明なアクリル樹脂製で,実験に使 用された測定管の種類は表1の通りである.測定管の 一例として管2を図2に示している.そして,測定管 は長方形断面管路であるので,配管の円管との接続に
26 鹿児島大学工学部研究報告 第17号 ⑬【⑪【[⑭ lJlll
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@ 剩 鑼 R ⑩ ㊨ 劔 D 2 ⑨ ｢ ⑲ ﾂ ⑯⑧ '⑦ 劔 欝@ ⑤ 図1 実 験裳 置 概 略 表1 測定管の種類 二十 ∴.-/
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く> く=> Lr) ∼ ﾘ,"堤ｳ耳 ﾃ i 督 *ﾒ脾 9? ?■■
室書 一=〉 く⊃ ー■ く⊃ 劔ま ⊥n ー卜 -> くト ≡ 壁 E=く 良 経 l 】 (=> 一■ く⊃ LL? ■･.■ 劔 I 21.8 41.i 図2測定管(管2)組立図 (9-ッドタンク (参水流是調節弁 (勤水流立計 (む気液混合部 (参空気圧縮機 ⑥ストレーナ (彰減圧弁 (勤空気流IiirlI:調節弁 ⑨空知光量計 ⑲サージタンク ⑪測定管 ⑲詠診屯磁弁 ⑮加圧水タンク ⑲メスシリンダ ⑫基水タンク-⑩熱電対 ⑲圧力計 ⑳水銀マノメータ ⑪3gU字マノメータ は図3に示すような整流部を用いて いる. 気液混合部④はアクリル樹脂製 で,その詳細は図4に示している. 空気は円管の周囲にあげてある直径 が0.8mmの8個の孔から管内を 流れる水中に吹込まれる.なお,壁 気流量の小さい場合には1個おきの 4個の孔を使用している. 気体体積率の測定は締切り法と気 液交換法を併用して行なった.測定 管⑱の上流側と下流側に設置してあ る電磁弁⑲と⑲を閉じると同時に電 磁弁⑲を開き,気液二相流体を測定 管内に閉込める.閉込めた二相流体中の空気を測定管 外に全部排出するまで,加圧水タンク⑲を利用して管 路の一端から水を注入し,他端から二相流体を排出す る.そして水の注入量(加圧水タンク⑲の目盛を読 む)と排出量(メスシリンダ⑲の目盛を読む)の差が 測定管内の空気体積であるから,それから平均の気体 体積率を算出した. 水および空気の温度は,それぞれの流量計の近くに 図3 整流部(管2)･
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松村･井手:長方形管内気液二相流の研究(第1報) 34.5 l ll ll ll …li 鼎繹4ﾂ 図4 気 液 混 合 部 取付けてある銅-コンスタンタン熟竃対⑲と電位差計 によって測定している.また,測定管内の気液二相流 の流動様式は肉眼にて観察した. 3.実験結果および整理 3.1.水単相流の摩擦圧力損失 水単相流の摩擦圧力損失の実験結果は,管摩擦係数 とレイノルズ数の関係で,縦横比をパラメータとして 図5に示している.ここで,管摩擦係数IL とレイノ ルズ数Re,は,次式のように定義している. lE=包些 rLu12 (%)L (1, ReL = _些空し (2う yl ただし,長方形断面管路の水力相当直径Deは, De -% (3) ここに, a, b:長方形断面の長辺の長さおよび短辺の長 さ g:重力の加速度
(普)∫
:水単相流の単位長さ当りの摩擦圧力損失 ul:水の平均流速 γi:水の比重量 リl:水の動粘性係数 である. 水単相流の円管内乱流における管摩擦係数とレイノ 0.80.9 1.0 2.0 3.0 4.0 5.06.07.0 RelX10-4 図5 )Llと Relの関係(縦横比の影響) ルズ数の関係は,たとえば, Blasiusの式 ).I - 0. 3164ReTP･25 (4) で表わされるので,図5には式(4)の関係も破線で加 えてある.図5によると,縦横比の影響は顕著でな く,長方形断面管路における水単相流の管摩擦係数と レイノルズ数の関係は,近似的に円管にたいする式 (4)で表わせる. 3.2.気液二相流の圧力損失 管内の気液二相流における圧力損失の関係は, (意)∫? -(A),A +(fLf-)tb ･(%)Eb (5) ここに,(昔),,
:気液二相流における単位長さ当りの圧 力損失 であり,添字〃,′およびgはそれぞれ加速,摩擦 および重力によるものである. ここでは,管路軸方向の気体体積率の変化が無視で き,水平管であることから, (隻)√9-0･ (普)tカニo (6) したがって,水平管内気液二相流における摩擦圧力 損失は, (%)Eタ- (iLP-)lb から算出できる. (7) 3.3.気液二相流の摩擦圧力損失 実験結果を Lockhart-Martinelli3)の方法,すな わち, ￠`とgHの関係で示したのが図6から図9で ある.ただし,28 鹿児島大学工学部研究報告 第17号
QL-[(笠J-)J(%),｡]o◆5
X‖ - (A)o◆9(T,-子)o'5(莞)o'l (%)L｡ -右(-2r-;-nit) である. 図6から図9には水相当流速ulOをパラメータで示 し,実線はChisholmら4)が円管の実験結果から得 た関係式(ll)を表わしている. (10) -[1+芸十(去)2]0●5 (ll) ここに, 〟川:二相流体中の水のみが管路を満して流れ ると仮定した場合の水相当流速 Wg,WE:空気および水の重量流景 T･g:空気の比重這 〃C, iL,:空気および水の粘性係数 これらの図から縦横比の影響をみると大きな差異は認 められないが,管路断面の横長と縦長の影響につい て,図7から図9の(a)横長の場合と(b)縦長の場 合を比較すると, XEfの値が小さな範囲で,横長が縦 長より同じXLiの値にたいする摩擦圧力損失はいく らか大きい値をとる傾向にある.このことはとくに水 0 0 鳴 l 白 ﾂ ULo(m/S)I 00.78 ○1.26 〇〇 〇g ● 鳴 56 2 I 工 亦 ﾂ b踐" iiiJ 凵 .73 ●2.20 02.67 ◎3.14 03.61 1 一℃(ll) 巴 "ﾉ5ﾒ り ｨv Vﾂ ｲ ﾄ｢ ﾆﾂ E ﾖ X ｷ r l l I i i 亦 il l l - I 鳴 ﾂ ｢ rI l + 4 6 8 10 20 40 60 80 100 200 Xtt 図 6 ￠rXEt 関 係(管l) I ULo(m/S) 00.78 ○1.26 ○ ﾘ爾 so.90 ●1.73 ●2.20 e2.67 ⑳3.14 ①3.61 l l I 式(ll) I 剽fR ﾙ帝K " 啖52 8軸 唐 ○ l 】 l l 【 I 白 鳴 ﾂ l【 冤 鳴 ﾂ ｢ i 僮 亦 ｢ 5 7 10 20 40 60 80 100 200 Xtt 図 7(a) ￠rX"関係(管2境)松村･井手:長方形管内気液二相流の研究(第1報) 29 I t 1 】 l l 嚢 ｵTﾂ踞 ビﾓで2ﾂ 91.26______ 01.73 ●2.20 02.67 ⑳3.14 ①3.61 】ト-
...:oH1 劔】
rP. 式(ll.) ll 剪s 繪 ﾘ鋹4 ｲ
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弓 【 0
1 】 l 1 i 鳴 ﾂ ﾂ I l I i 亦 ﾂ ﾂ 鳴 ﾂ 6 8 10 20 40 60 80 100 200 XtL 図 7(b) ￠rxlt 関係(管2群) 5 7 10 20 40 60 80 100 200 Xtt 図 8(a) ､￠l-Xif 関係(管3横) …｣ 棉Tﾆ ﾒ 2 縱 ｳ #b F E 縱2oO _ー___ー1 ｦﾂ
ｨ ｢
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ﾂ謦 喜E!e'告喜写 li,[誓書
∴(1.,ブ転 】ー1 幡乘ｹ
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l一 白 亦 ｢ b 6r ｲ lt 剪 i蔓∃ 鳴 ﾒ I. il 4 6 8 10 20 40 60 80 100 200 Xtl 図 8(b) ￠l-Xtl 関係(管3縦)鹿児島大学工学部研究報告 第17号 Oo lll Ulo(m/S 00.78 (⊃ 5 l a ○1.73 ●2.20 Oo 劔乏 緜r 〇㌔♂ 劔 ﾓ2 B cP 劔03.61 式(ll) ﾈ ﾂ 粤湛ﾄHｴ ﾂ 刹T虫o I 10.良. 【 I 】 i 鳴 I i i 仍 ﾆﾂ ｢ 4 6 8 10 20 40 60 80 100 200 Xtt 図 9(a) ￠ドガff 関係(管4横) 3.5 3.0 8 2.0 1.0 0 ー l tUgo(m/S) 00,78 ○1.26 【 ﾂ ﾂ ﾂ " 01.73 〇〇一〇〇0..iC悌 剿ﾇB 劍 ﾃ" "緜r ﾓ2 B ,ﾃ2緜 I 求(ll) I 冲P .I H 剿ﾆl鮎無知 ◎￠ 冓 】 】 転; ﾘ ﾂ ﾔ5 ◎● __..◎ 亦 坪 ｹ%Rﾘ ﾒ ﾂ ｢ I i I 】 1 I r ∴ 冲 ー r i i 劔メ ij 2 4 6 8 10 20 40 60 80 100 200 Xtt 図 9(b) ￠l-Xtt 関係(管4縦) 流量が小さくて空気流量が大きい場合に明らかとなっ ている.また,実験結果は同じXitにたいして式 (ll)より摩擦圧力損失は全般的にいくぶん大きくな っている. 3.4.流動様式と気体体積率 流動様式について,図10のように気はう流(β),気 はうスラグ流(BS),スラグ流(S),遷移流(F)およ び分離流(Se♪)の5形式に分類している.図11から 図14には気体体積率fgと流量比Wg/Wlの関係を表 わしており,実線は次式のすべり比∫を示している.
S -(第) (Z) (4才) (12)
流動様式は肉眼観察によって判別しているために, 流速が大きくなると流動様式のそれぞれの境界を明確 に判別しにくくなるので,これらの図には流動様式の おおよその境界を破線で表わしてある. 図12から図14の管路断面の(a)横長の場合と(b) 縦長の場合を比較してみると,気はう流と気ほうスラ グ流の境界を除いては,流動様式のそれぞれの境界は 横長の場合が縦長の場合より気体体積率の大きい方へ 移行しているのが認められる. 4.考 察 4.1.管路断面の横長･縦長の影響松村･井手:長方形管内気液二相流の研究(第1報) 31 気ほう流(B) 気ほうスラグ流(BS) スラグ流(S) 遷移流(F) l 流動方向 分離流(Sep) 図10 前述したように,管路断面の横長と縦長を比 較してみると, XfEの値の小さな範囲で,横 長の場合が縦長の場合より同じXttの値にた いして摩擦圧力損失はいくぶん大きな値を示し た.そして,従来から円管にたいして用いられ ている式(ll)は,長方形断面管路に精度よく 適用できないことが認められた. 図6から図9について,水相当流速を基準に して縦横比と横長･縦長をパラメータとしたの が図15である.図中の実線は式(ll)で,破 線はWallis5)の実験式(13)を示している.
･l-1+フ右十五 (13)
図15によると,管路断面の横長と縦長の影 響は明らかに示されている.しかし,縦横比の 影響はわずかにみられるが,大きな差異は認め られない. 4.2.管路断面の幾何学的形状の影響 管路断面の幾何学的形状の影響について,簡 単なモデルから考察してみる. 図16のような水平長方形断面管路(最辺の 長さ〃,短辺の長さ∂)内の模形的流れを考え る.管路の縦横比Tおよび管路を水が満して 流れる場合の水力相当直径8gは, T - a/b (14) De - 4A/F (15) ただし, ● A-ab, F-2(a+b) (16) 管路は空気一水二相流体で満されているので, 空気と水はそれぞれ分離して流れると仮定すれ ば,管路横断面の水の部分にたいする水力相当 直径は, Del - 4Al/Fl (17) 流 動 様 式 の 分 類1.0 0.8 乃ﾄ､ b
5単一十二三基喜1品0- 0.6 0.4 ヒ山 一.■■ 0.2 0.1 05 (ｲ ｲ ｲ芦等.≡=--;.i,.'-`●`.ii 劔-jB ○や _4-呑 -oや /:TP 崩R-5,/y 剴fb. ﾂUlo(m/S) l 剴0.78
bAg5,,bQ- :ftt' ● b (I 縱2 ● ｳ# e 緜r l 令 B 0 緜 5 ﾓS ﾓC#Ccﾓづ ﾓ3#H c ﾓ#( Wg/Wl 図11気体休琶率と流這比との関係(管1) 1.0 0.8 0.6 0.4 tC ヽ■■ 0.2 0.1 .05 鳴 去Fg-/ R 守 凵 ｣sl 劔ユ′● VBB-3;goo: 諺. // x*ｹ' 鑽 冩/一､､ F 鳴 U/o(m/S) 剪 ○ 縱 ラ瑠 冤 /:FbQ 剽ﾟ b (I 縱2 ● 0 緜r
'1
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㊨ B ① 緜 5×10-5 1014 2 4 6 810-3 2 4 6 810-22×1012 Wg/WJ 図12(a)気体体積率と流克比との関係(管2横) S 妨 _十二三 _F 苓* ﾂ B-PS-I ｲ ;珍 鳴 /.○ 劔 U/o(m/S) 剪 ヽ′､､ 劔劍 ｲ 0.78 ○ b ラ嶺 ﾈ Nc 纉Rﾂﾈ 程ﾂ (I 縱2 ● e crI I 啅B
◎ B 0 緜 5×10-5 1014 2 4 6 81013 2 4 6810 22×10 2 Wg/WJ 図12(b)気体体積率と流畏比との関係(管2縦) 1 ･ O o ･ 8 0 ･ 6 0 ･ 4 叫 1 0鹿児島大学工学部研究報告 第17号 I 綿 ﾂ e -/o一〇QPo/0〇〇〇/ ⊥S 劍6vﾂﾒ驟X Hﾝ ｧb苒 i i 價ll
Qe:.O#.0%:FjKl ∴ 劔剪 Ufo(m/S)
○ 縱 珍 劔劔 ﾂ 1.26 (I 縱2 ● 0 緜r i i ◎ Bﾒ (D 緜 く10-510-424.68103246810-22×10 Wg/WJ 図13(a)気体体積率と流遣比との関係(管3横) 一■『 劔 Sep一一/二■-BOO- 劔 S 義 ｸ自eﾔｨⅨ 劔 や 捧whｮﾂ ﾂ ﾒ ｨ ｨ耳 ⅶﾇB 劔剪 ?∴-すザー 劔 U`o(m/S 剪 ○ 縱 ら,yQb:85,:2-身｢/ 劔 ○ b ① 縱2 ● # O 緜r5'yiT 剪
令 ｳ B ① 緜 Sy文105 1014 2 4 6 810 3 2 4 6 8 1022×1012 Wg/WJ 図13(b)気体休積率と流星比との関係(管3緯) T 凵ﾛ/+=ゴ三女 ㌔/十弓亮 凾 60= S 巴 BiB葺 ｲ ﾒﾒﾅ ( jte, ･bL◎ 冩:;野∠/ 冤 剿ﾂ 】 Ulo(m/S) () ｳs ら 凵 ＼ ｲ 1.26 (I ﾃs2 ● ∈) 緜r ◎ B ① 緜 5V文105 10-4 2 4 6 810-3 2 4 6 810-22×10r2 Wg/WJ 図14(a)気体体積率と流遺比との関係(管4横) l 凵軅⊥二=】! Sep｣一一二:≡ ≧巨ヨ=rq,i F フ 啌ﾔｦb ′ ｨ耳v転腰 劔佗ﾂﾈ
7sr
幡b
0 Ul.(m/S 縱 三 碇( ｨv ｨ R r 劔 ｲ 1.26 (I 縱2 ● e 緜r - 令 B ① 緜 5×10-5 104 2 4 6 810-3 2 4 6 810-22×10-2 Wg/WJ 図14(b)気休体積率と流這比との関係(管4縦) ここで,管路断面の横長の場合は, Al-aC, Fl-a+2C (18) 縦長の場合は, At-bd, FE-b+2d (19) そして, ｣ - ｣`+dg (20) の関係より 1-与+AAg-であるから, 意-fg･与-1lfg (21) ここに, A:管路断面積 dg:管路断面における空気の占める面積 Al:管路断面における水の占める面積 である. 気液二相流の摩擦圧力損失は模形的流れより (LpLf-)lクエ(-AAIPLf-)I-}L-2rglEiel (22) ただし, ･tL-K(響) 1′4, uL-莞-I (23) また,気液二相流における水のみが管路を満して 流れると仮定した場合の摩擦圧力損失は, (隻)(. - lEO藷 (24) ただし,ilo-K(豊平′4,ULO-器(25)
ここに, K:定数 〟f:気液二相流における水の平均流速 である. 式(22)と式(24)から QE - [(慧LF-),9 /(%),｡]1′2 - (A)5'8(i)"8 (26, また,式(15)と式(17)より ･J - (fFLJ5'8(i)13′2-(告)5/8 (1lf9,-3,2 (27) 1 ･ O o ･ 8 0 ･ 6 0 ･ 4 J o -･ o o ･ 8 0 ･ 6 0 ･ 4 比 J o -･ o o ･ 8 0 ･ 6 0 ･ 4 叫 J o ･ 2 0 1 ･ O o ･ 8 0 ･ 6 0 ･ 4 ㌔ o松村･井手:長方形管内気液二相流の研究(第1報) 33 ー′｡!,I 0.こ1 剿 】 l 僮 ∼ 事 r 硝遺構比 剪 1.0 剪 2,0 剳ｿ壬i: 剿R縦長 ･d'.0.と○ ○ ●◎○○ ＼●0.. .＼◎ 劍饕.rﾈﾒ ﾂ ﾂ ｢ ｲﾂ I i j i i i 縦壬 3.0 刳`- 湯 3.9 刳`-i 縦壬 ﾂ Uf0-1.26m/s ll i '8 )^ s ﾘb粫 x｢ ﾂ +&F" " ,B 〇〇〇 〇 , 1 i I rr 亦 ド-嘩 僮-. ｸ ﾒ r l 劔求(13) 冩C ち I ーF tf l ll o++ 劔剋ｮ(lpl)午 i - ● 4 5 6 7 8 910 20 30 40 50 607080 Xtt 図15(a) ￠l-Xtt 関係 ) JI a. 】 ◎: ○弓 ○ 僮 【 l 】 1 l l i 白 ﾂ ｢ b 縦椛比 剪 1 偵 劍 ﾒ 2.0 剴司l 縦も 乏 3.0 刳博縦土 ｲ 3.9 刳狽 ﾂ 縦壬 U/0-2.20m/S eel ○○ 劔 白 冓 I
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1 i+ 凵_一PqC ＼＼oeJl ) 免ﾂ ｲ ｲ 式(∠)､＼です; ＼◎ ○○ l式(ll) l 凵 ○○● ⊃ ＼ ○○､ ＼ ヽ 塔 ﾂ ｪC 5‡ i 【 l l i 】 i 唏 ｪB ｪC ﾂ ｪBﾒ 0781020-,40608010014 Xtt 図15(b) ￠l-Xtt 関係 F l i i 縦横比 1.0 剪ﾟ 2.0 刳`-1 縦- e 0 3.0 剿 縦- ○ ○ 3.9 刮｡ 縦. ○ ● Ufo-3.14m/S I ＼ ＼l ＼＼＼＼＼i 决 l 亦 ｢ ＼ ＼○￠ -.lぎ- ●鶏.31 や○ Hｬ8 〇､ / 仞R ◎ 咤 式(13) 求(ll,i i 8 ｸ爾 ｢ ｣ ﾂ 20 40 60 80 100 図15(C) ￠)-Xti 関係 Ag (a)横 長 (b)縦 長 図16 水平管内流モデル 図16より, -i=旦=11fC b a であるから,管路断面の横長の場合は, QL -[品]5′8(トf8,-3,2 ･芋妄措辞]5'8(1-jg,13,2 (28) 縦長の場合は, QL - [-2LHg-,-]5′8(1 -f8,-3′2 - [L'22(TT等Tfg'15′8(1 1fgy3′2 (29)丁.ー
34 鹿児島大学工学部研究報告 第17管 横長9-求(28) 縦長〇一一一一式(29) ufo-1.26m/5 剪 ′ ∫ ′ /○ ○′/○○ ｲ ﾂ ｢ ｨ ｢ 一一′ 唸耳耳耳爾○ ○ / (I ﾂ ﾂ/ ′○ /′○ /● (I ﾈｲ ｲ 0 0. 1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 fg 図17(a) ￠lとfgの関係(管3) 図17には￠Zとfgの関係の例を示しており,管 路断面の横長と縦長の影響をみたものである.図中に は式(28)および式(29)も表わしてあるが, fgの 大きい領域で実験結果と考察結果は定性的傾向がよく 一致していることがわかる.ただし, fgの小さい領 域では流動様式が気ほう流あるいは気ほうスラグ流で あるので,仮定した模形的流れと合致していないの で,実験値とは一致していない. 5.結 吉 長方形断面をもつ水平管内における空気一永二相流 の摩擦圧力損失について,管路の縦横比および管路断 面の横長と縦長の影響を実験的に調べた結果,つぎの ようなことがわかった. (1)管路の縦横比の影響はわずかにみられるが, 大きな差異は認められない. (2)管路断面の横長および縦長の影響は,水流畠 が大きくて気体体積率の小さい場合には顕著でない が,水流量が小さくて気体体積率の大きい場合には明 らかとなる. (3)管路断面の横長および縦長の影響は,流動様 横長0-式(28) 縦長●一一一一一式(29) UL.-1.26m/S 剪 亦 ･ f 羌 白 ﾂ ｢ 0 ● 薮 ﾈ ﾂ 0㌔/ 縱｢篦 ﾂ 5h ﾂ′ 窒 1 0 0. 1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 fg 図17(b) ￠,とfgの関係(管4) 式の変化にも現われており,気はう流と気はうスラグ 流の境界を除いては,流動様式のそれぞれの境界は, 横長の場合が縦長の場合より,同じ流量比にたいして 気体体積率の大きい方へ移行している. 終わりに,本実験に際し協力を得た古武昭二,馬場 一雄.帆足範夫の各氏に謝意を表わします. 文 献1) S.W. Couse: An lndex to the Two-Phase
Gas-Liquid Flow Literature, MIT, Report
No. 9 (1966), MIT Press.
2) M. Petrick: Two-Phase Air-Water Flow
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3) R. W. Lockhart and R. C. Martinelli: Proposed Correlation of Data for Isother-mal Two-Component Flow in Pipes, Chem. Engng. Progr., 45-1 (1941-1), 39.
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80-2 (1958), 276.
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