スラッシュ窒素の配管形状の違いにおける管内流動特性に関する実験的研究

将来，スラッシュ流体の大量輸送・貯蔵を実用化するためには管内輸送時の圧力損失等の流動特性を知ることが重要であると考えられています。また現実的に見て配管形状は，流路の断面積や方向が変化する配管が用いられ，それらを流動するスラッシュ流体の流動特性も重要となります。

そこで本研究では，スラッシュ流体としてスラッシュ窒素を用い，円管内における流動特性の実験的解明を目的としています。配管形状として直管，くびれ管，曲がり管等を用意し，それぞれについて液体窒素単相とスラッシュ窒素での圧力損失の比較を行っています。また高速度カメラおよびPIV ( Particle Image Velocimetry ) により可視化計測を行い，流速分布の違いから圧力損失と流動構造の関係について考察しています。

スラッシュ窒素の流動構造の解明を通して，極低温固液二相の流動特性を把握し，固体粒子挙動がスラッシュ流動に及ぼす影響および種々の形状の管路を流動する際の，スラッシュ流動状態の特徴を明らかにするため実験的研究を行っています。

高速度カメラによるスラッシュ窒素	PIVによる解析画像

過去の研究
本研究室で行った水平直管流路における圧力損失特性に焦点を当てた過去の研究では，質量固相率8〜17 %，流速3.6〜5.9 m/sにおいて液体窒素単相より固液二相状態であるスラッシュ窒素の方が圧力損失が低いという結果を得ています(下図)

直管流路における圧力損失低減効果