著者らはこれまでにいくつかの管路要素における氷水スラリーの流れの振る舞いについて研究を行ってきた.その結果,氷クラスターと管壁の間の摩擦が圧力損失に影響すること,および流れの振る舞いが氷粒子の付着性に大きく影響されることが示唆された.しかし摩擦係数の測定精度は十分でなく,氷粒子の付着力の測定はこれまで行われていなかった.
本研究では,氷クラスターと管壁の間の摩擦係数を測定する手法を改良し,それをこれまでに圧力損失の測定データが得られている管と粒子の組み合わせに対して適用した.また,氷粒子の付着力を測定する手法を開発し,寸法の異なる氷粒子に適用するとともに,それら粒子を用いた氷水スラリーの水平円管内における流動状態を観察した.
その結果,摩擦係数は圧力損失とよく相関していることが確認された.このことは管の材質,粗さ,内径,および粒子の形状,寸法が粒子と管壁の摩擦を通して圧力損失に影響することを示している.氷クラスターの付着力は氷粒子円柱の圧縮降伏応力で評価され,細かい粒子ほど圧縮降伏応力は大きく,かつ同一流速の管内流れにおいてクラスターを作りやすいことがわかった.また,氷粒子円柱は圧縮応力を降伏応力よりも小さい大きさで段階的に増加させることで著しく強化された.
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