液滴径について

液滴の直径の定義について調べています。（ザウター平均直径など）
また、この事柄に関連するサイト等ありましたら教えてください。よろしくお願いします。

No.2 回答者： IAC 回答日時： 2004/12/10 21:08

No.1で回答した者です。

どのような説明をご希望なのか分からないので，以下，試しに書いてみますが…。

ザウター平均径（以下，SMD）は，熱や質量の輸送プロセスにおける液滴径の整理法としては最も多く用いられているものの一つです。
　　　　d_32 = Σ(N_i・d_i^3) / Σ (N_i・d_i^2)
は，式を変形すると，
　　　　d_32 = Σ(W・N_i・d_i) / Σ (W・N_i)
　　　　　但し，W = d_i^2
と整理できますが，これは，SMDが液滴径の2乗で重み付けされた平均液滴径であることを意味します。

液滴径の2乗と言えば，断面積や表面積に対応しますから，SMDは，
　　　断面積，あるいは表面積で重み付けした液滴径の平均値
であることが分かります。

ある量で重み付け平均することは，その量を感度パラメータとして捉えることですから，SMDは，表面積や断面積が感度パラメータになるような反応プロセス，例えば，

　・ノズルから噴出した流体が周囲媒質からの抗力を受け，
　　液滴に分裂するプロセス（断面積依存）
　・空気中に分散するガソリン液滴の燃焼プロセス
　　（表面積依存）
　・過熱蒸気中で分散する液滴の一様蒸発プロセス（表面沸騰）
　　（表面積依存）

などがあります。

なお，No.1にてd_31で蒸発を挙げましたが，こちらは粒径で重み付けした断面積，あるいは表面積の平方根に相当しますので，伝熱面から蒸発する気泡径，例えば，温度境界層中で蒸発過程である核沸騰気泡の直径を整理するなどの用途に使うものと思われます。（こちらは自信なし）

No.1 回答者： IAC 回答日時： 2004/12/09 13:06

物理現象や機構との係わりにより液滴径の定義が変ります。

　　d_mn = [ Σ(N_i・d_i^n) / Σ (N_i・d_i^m) ]^[1/(m-n)]
としますと，(m,n)の組み合わせで，
　(1,0)　：　長さ平均
　(2,0)　：　表面積平均　⇒　表面積支配過程
　(3,0)　：　体積平均　　⇒　体積支配過程
　(2,1)　：　表面積－長さ平均　⇒　吸収機構
　(3,1)　：　体積－長さ平均　　⇒　蒸発や分子拡散
　(3,2)　：　Sauter平均　　　 ⇒　質量輸送，反応
　(4,3)　：　De Brouckere平均　⇒　燃焼平衡過程
などいろいろとあります。

なお，N_i，d_iは液滴サイズがグループ化された場合のグループi中の液滴数と液滴径を表します。計測精度などによりグループ化される場合がありますので…。N_i = 1とすれば，グループ化せず，個々の液滴を扱うことになります。

前の御質問と同様ですが，定義に関するWebサイトは短時間の検索をしただけですが…，見つかりませんでした。

この回答への補足

回答ありがとうございます。特にザウター平均について教えていただけないでしょうか？よろしくお願いします。

補足日時：2004/12/09 13:23