(57)【要約】【課題】  膨大な時間や労力を費やすことなく、流体機械における（固体粒子と衝突する）特定部位の損傷量（エロージョン量）を決定或いは予測することができる流体機械の損耗量決定方法及びシステムの提供の提供。【解決手段】  固液２相流（スラリー）或いは固気２相流中に存在する固体粒子の種類と、当該固体粒子が衝突する流体機械（当該固液２相流或いは固気２相流中に設けられた機器全般）における損耗部位の材質とを特定し、流体機械に衝突する固体粒子の種類と流体機械中の損耗部位材質との組み合わせ毎に定まる関係式（Ｅ１）を用いて、衝突する固体粒子の粒径（Ｄ）と衝突速度（Ｖ）と衝突角度（Ｇ）と衝突頻度（Ｆ）とから損耗量（Ｗ）を求めている。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固液２相流或いは固気２相流中に存在する固体粒子の種類と、当該固体粒子が衝突する流体機械における損耗部位の材質とを特定し、流体機械に衝突する固体粒子の種類と流体機械中の損耗部位材質との組み合わせ毎に定まる関係式を用いて、衝突する固体粒子の粒径と衝突速度と衝突角度と衝突頻度とから損耗量を求めることを特徴とする流体機械の損耗量決定方法。
【請求項２】
前記関係式は、
Ｗ＝（ａ１Ｇｎ＋ａ２Ｇｎ−１＋・・・＋ａｎ−１Ｇ２＋ａｎＧ）（Ｄ／基準粒径）３（Ｖ／基準速度）２Ｆ
であり、ここで、Ｇは固体粒子の衝突角度（ｄｅｇｒｅｅ）、Ｄは固体粒子の粒径（固体粒子直径：μｍ）、Ｖは固体粒子の速度（ｍ／ｓ）、Ｆは固体粒子の衝突頻度、ａ１、ａ２・・・ａｎ−１、ａｎは衝突する固体粒子と損耗する材質とにより異なる係数である請求項１の流体機械の損耗量決定方法。
【請求項３】
特定された固体粒子の種類と損耗部位材質との組み合わせについて、損耗実験と固体粒子挙動のシミュレーションの結果から前記関係式における係数ａ１、ａ２・・・ａｎ−１、ａｎを特定する工程を有する請求項２の流体機械の損耗量決定方法。
【請求項４】
同一の材質からなり粒度分布が異なる固体粒子について少なくとも２回の損耗実験を行い、損耗量の決定に影響を与えない程度の運動エネルギーしか保有しない固体粒子を識別する閾値を決定する工程を有する請求項３の流体機械の損耗量決定方法。
【請求項５】
固液２相流或いは固気２相流中に存在する固体粒子の種類と、当該固体粒子が衝突する流体機械における損耗部位の材質との組み合わせにおける損耗量を決定する関係式を特定する手段と、該関係式により流体機械の損耗部位における損耗量を演算する手段とを備え、前記関係式は、
Ｗ＝（ａ１Ｇｎ＋ａ２Ｇｎ−１＋・・・＋ａｎ−１Ｇ２＋ａｎＧ）（Ｄ／基準粒径）３（Ｖ／基準速度）２Ｆ
であり、ここで、Ｇは固体粒子の衝突角度（ｄｅｇｒｅｅ）、Ｄは固体粒子の粒径（固体粒子直径：μｍ）、Ｖは固体粒子の速度（ｍ／ｓ）、Ｆは固体粒子の衝突頻度、ａ１、ａ２・・・ａｎ−１、ａｎは衝突する固体粒子と損耗する材質とにより異なる係数であることを特徴とする流体機械の損耗量決定システム。
【請求項６】
特定された固体粒子の種類と損耗部位材質との組み合わせにおける損耗実験の結果と固体粒子挙動のシミュレーションの結果から前記関係式における係数ａ１、ａ２・・・ａｎ−１、ａｎを変数とする多元一次方程式を作成する手段と、作成された多元一次方程式を解いて前記係数ａ１、ａ２・・・ａｎ−１、ａｎを特定する手段とを備えている請求項５の流体機械の損耗量決定システム。
【請求項７】
同一の材質からなり粒度分布が異なる固体粒子について少なくとも２回行われた損耗実験の結果から、損耗量の決定に影響を与えない程度の運動エネルギーしか保有しない個体粒子を識別する閾値を決定する手段を有する請求項６の流体機械の損耗量決定システム。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項で決定された損耗量に基いて、損耗部位の被覆層の材質及び／又は厚さ寸法が決定されていることを特徴とする流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば固液２相流（スラリー）に浸漬された流体機械の損傷用（エロージョン用）被膜を形成する技術に関し、特に、流体機械における（固体粒子と衝突する）特定部位の損傷量（エロージョン量）を決定或いは予測するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒状の土砂を含む水等の液体を扱うポンプ、水車等の流体機械では、流体内で動作するランナーすなわち羽根車等の回転部材あるいは流体の流路を形成する構成部材には、流体に接する面の摩損を防止するために耐スラリー・エロージョン性（耐損耗性）に優れた材料を用いる必要がある。
【０００３】
しかしながら、このような耐スラリー・エロージョンに優れた材料は高価であるだけでなく、単独で使用するには機械的強度に欠ける問題があり、通常はコスト、補修等を考慮し、構成部材を構成する基材の表面に耐スラリー・エロージョン被膜を所望の厚さに被覆し、そのような基材を摩損から保護している。
【０００４】
そしてこのような被覆材料としては、セラミックスと金属の複合材である硬質サーメット材料あるいは逆に軟質ゴムなどの高分子材料が、従来から用いられる場合が多い。
【０００５】
上記のような材料における最適材料の選定については、簡単な評価実験装置でスラリーの流速、衝突角度、濃度、スラリー中の固体粒子の粒度分布を設定してやり、材料の損耗速度を得ることにより、材料の選定および実機における損耗量の予測を行ってきた。
【０００６】
しかし、上記のような方法で各材料の損耗量予測式を作成することは、多大な時間と費用を必要とする。
さらに、材料が異なれば損耗量予測式も異なるため、使用する材料について必要な実験データを得ることは時間および費用の面から現実的な方法ではない。また、損耗量予測式の作成においては、影響を及ぼす因子が数多く存在するため定式化することが困難であった。
【０００７】
過去に、損耗量予測式の定式化が試みられている例はあるが、理論的に不十分であるとともに、定式化するための手法が簡便ではない。
【０００８】
そもそも、スラリー・エロージョンはスラリー中の土砂が材料に衝突することによって生じる現象であり、材料の損耗速度はスラリー中の土砂が材料に衝突する瞬間の衝突速度、衝突角度、衝突頻度の影響を大きく受ける。
【０００９】
耐スラリー・エロージョン材料を選定するための簡便な評価実験方法として、ノズルからスラリーを噴出させ材料に衝突させる方法、スラリー中に材料を浸漬させ材料自身を所望の回転数で回転させる方法がある。
【００１０】
評価実験方法の目的は、材料の相対的優劣を決定するとともに、評価実験から得た損耗速度を用いて実機における寿命を決定することである。なぜなら、土砂が衝突する瞬間の各粒径における衝突速度、衝突角度、衝突頻度をすべて同じ条件にする必要があるからである。
【００１１】
これは実機を使用する以外に不可能であるが、実機の形状が大きい場合は、実機製作、形状計測等に時間と手間がかかるため実験コストも高くなり、現実的な方法ではない。また、仮に各条件を所望の値に設定できたとしても、実機の損耗量を予測するには、それぞれの条件が損耗速度に与える影響を把握する必要があり、やはり膨大な時間と手間がかかる。
【００１２】
その他の従来技術としては例えば、複合被膜の損耗速度を予測する技術が存在するが（例えば特許文献１参照）、上述の問題を解決するものではない。
【特許文献１】特開２００４−１２３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、膨大な時間や労力を費やすことなく、流体機械における（固体粒子と衝突する）特定部位の損傷量（エロージョン量）を決定或いは予測することができる流体機械の損耗量決定方法及びシステムの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
発明者は、種々研究の結果、流体機械の損耗量は、対象となる流体機械に衝突する固体粒子の運動エネルギーに比例すると考えて求めれば、実験結果と良く合致することを見出した。
【００１５】
本発明の流体機械の損耗量決定方法は、係る見地に基いて創作されたものであり、固液２相流（スラリー）或いは固気２相流中に存在する固体粒子の種類と、当該固体粒子が衝突する流体機械（当該固液２相流或いは固気２相流中に設けられた機器全般）における損耗部位の材質とを特定し、流体機械に衝突する固体粒子の種類と流体機械中の損耗部位材質との組み合わせ毎に定まる関係式（Ｅ１）を用いて、衝突する固体粒子の粒径（Ｄ）と衝突速度（Ｖ）と衝突角度（Ｇ）と衝突頻度（Ｆ）とから損耗量（Ｗ）を求めることを特徴としている（請求項１）。
【００１６】
ここで、前記関係式は、
Ｗ＝（ａ１Ｇｎ＋ａ２Ｇｎ−１＋・・・＋ａｎ−１Ｇ２＋ａｎＧ）（Ｄ／基準粒径）３（Ｖ／基準速度）２Ｆ
であり、ここで、Ｇは固体粒子の衝突角度（ｄｅｇｒｅｅ）、Ｄは固体粒子の粒径（固体粒子直径：μｍ）、Ｖは固体粒子の速度（ｍ／ｓ）、Ｆは固体粒子の衝突頻度（単位時間、単位面積当たりに衝突するの固体粒子数）、ａ１、ａ２・・・ａｎ−１、ａｎは衝突する固体粒子と損耗する材質とにより異なる係数であるのが好ましい（請求項２）。
【００１７】
本発明の流体機械の損耗量決定方法において、特定された固体粒子の種類と損耗部位材質との組み合わせについて、損耗実験（ステップＳ４）と固体粒子挙動のシミュレーション（ステップＳ３）の結果から前記関係式（Ｅ１）における係数ａ１、ａ２・・・ａｎ−１、ａｎを特定する工程を有するのが好ましい（請求項３）。
【００１８】
その際に、同一の材質からなり粒度分布が異なる固体粒子について少なくとも２回の損耗実験を行い、損耗量の決定に影響を与えない程度の運動エネルギーしか保有しない個体粒子を識別する閾値を決定する工程（ステップＳ５）を有することが好ましい（請求項４）。
【００１９】
本発明の流体機械の損耗量決定システムは、固液２相流（スラリー）或いは固気２相流中に存在する固体粒子の種類と、当該固体粒子が衝突する流体機械（当該固液２相流或いは固気２相流中に設けられた機器全般）における損耗部位の材質との組み合わせにおける損耗量を決定する関係式（Ｅ１）を特定する手段と、該関係式（Ｅ１）により流体機械の損耗部位における損耗量（Ｗ）を演算する手段（損耗量演算手段）とを備え、前記関係式（Ｅ１）は、
Ｗ＝（ａ１Ｇｎ＋ａ２Ｇｎ−１＋・・・＋ａｎ−１Ｇ２＋ａｎＧ）（Ｄ／基準粒径）３（Ｖ／基準速度）２Ｆ
であり、ここで、Ｇは固体粒子の衝突角度（ｄｅｇｒｅｅ）、Ｄは固体粒子の粒径（固体粒子直径：μｍ）、Ｖは固体粒子の速度（ｍ／ｓ）、Ｆは固体粒子の衝突頻度（単位時間、単位面積当たりに衝突するの固体粒子数）、ａ１、ａ２・・・ａｎ−１、ａｎは衝突する固体粒子と損耗する材質とにより異なる係数であることを特徴としている（請求項５）。
【００２０】
本発明の流体機械の損耗量決定システムは、特定された固体粒子の種類と損耗部位材質との組み合わせにおける損耗実験の結果（損耗実験ブロック或いはデータベースから提供される損耗量Ｗ）と固体粒子挙動のシミュレーションの結果（シミュレーション手段或いはデータベースから提供される衝突角度Ｇ、衝突速度Ｖ、衝突頻度Ｆ）から前記関係式（Ｅ１）における係数ａ１、ａ２・・・ａｎ−１、ａｎを変数とする多元一次方程式（Ｊ１〜Ｊ３）を作成する手段（連立方程式作成手段）と、作成された多元一次方程式（Ｊ１〜Ｊ３）を解いて前記係数ａ１、ａ２・・・ａｎ−１、ａｎを特定する手段（係数特定手段）とを備えているのが好ましい（請求項６）。
【００２１】
本発明の流体機械の損耗量決定システムにおいて、同一の材質からなり粒度分布が異なる固体粒子について少なくとも２回行われた損耗実験の結果から、損耗量の決定に影響を与えない程度の運動エネルギーしか保有しない個体粒子を識別する閾値を決定する手段（閾値判定手段）を有することが好ましい（請求項７）。
【００２２】
本発明における上記関係式は、ｎ＝３とすることが好ましい。
【００２３】
本発明の流体機械の損耗量決定システムの実施に際して、上述した各手段は、例えばコンピュータのような演算或いは情報処理能力を具備する機器で構成し、自動制御によって、上記関係式（Ｅ１）を特定するように構成することが可能である。
【００２４】
本発明の流体機械（例えば、遠心ポンプ）は、上述した流体機械の損耗量決定方法（請求項１〜４）或いは流体機械の損耗量決定システム（請求項５〜７）で求められた損耗量に基いて、損耗部位（例えば、遠心ポンプにおける流路の一部、羽根車表面の一部）の被覆層（例えば、耐スラリー・エロージョン被膜）の材質及び／又は厚さ寸法（被覆層の材質、被覆層の厚さ寸法、被覆層の材質及び厚さ寸法）が決定されていることを特徴としている（請求項８）。
【発明の効果】
【００２５】
上述する構成を具備する本発明によれば、損耗実験の結果と固体粒子の挙動シミュレーションの結果から、固体粒子の粒径（Ｄ）と衝突速度（Ｖ）と衝突角度（Ｇ）と衝突頻度（Ｆ）と損耗量（Ｗ）との関係式（Ｅ１）を求め、係る関係式（Ｅ１）により、流体機械の損耗量を、容易且つ正確に求めることが出来る。従って、従来技術の様な膨大な時間と労力を費やして、損耗量を予測する必要が無い。
【００２６】
また、損耗量の決定に影響を与えない程度の運動エネルギーしか保有しない固体粒子を識別する様に構成すれば（請求項４、請求項７参照）、従来の方法よりも高精度にて、損耗量を決定することができる。
【００２７】
そして、本発明によって決定された損耗量が実用上十分小さくなる様な材質によって形成された被服層や、決定された損耗量よりも実用上十分な厚さの被覆層（例えば、耐スラリー・エロージョン被膜）を損耗部位に形成してやれば、固体粒子衝突に起因する損耗による悪影響を受けずに作動する流体機械を得ることが出来る。
【００２８】
さらに、本発明により損耗量を正確に決定或いは予測することにより、上述した被覆層或いは被膜の寿命を正確に予測することが可能となり、当該被覆層或いは被膜の補修時期を正確且つ容易に決定することが出来る。
【００２９】
これに加えて、流体機械の損耗状態が正確に把握できるので、流体機械の保守が適正に行われることになり、流体機械の長寿命化と、流体機械保守に費やされる労力及びコストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００３１】
先ず、流体機械、例えば遠心ポンプの羽根車の、損耗量を決定する方法について説明する。
上述した通り、固液２相流であるスラリーや、気固２相流中に設置される流体機械の損耗量（エロージョン量）を決定するに際して、固体粒子との衝突による損耗量は、当該流体機械と衝突する（スラリーや気固２相流中の）固体粒子の運動エネルギーに比例するものと考え、係る粒子の運動エネルギーから損耗量を求めると、実験結果と良く合致する。
すなわち、損耗量をＷ、固体粒子の運動エネルギーをＥとすれば
Ｗ＝ＣＥ    （「Ｃ」は定数）
となる。そして、固体粒子の運動エネルギーはＥは、
Ｅ＝（１／２）ｍＶ２
（「ｍ」は粒子の質量、「Ｖ」は衝突時の粒子速度）
となるので、損耗量Ｗは次の様な式で表現出来る。
Ｗ＝Ｃ（１／２）ｍＶ２
【００３２】
ここで、損耗量は、損耗する対象物（本発明であれば流体機械、或いは当該流体機械の所定箇所）に衝突する固体粒子の衝突頻度（個／ｓｅｃ／ｍｍ２）に比例することが明らかである。
同様に、固体粒子が損耗する箇所に衝突する角度Ｇ（ｄｅｇｒｅｅ）に依存することも明白である。
そして、固体粒子の質量「ｍ」は、固体粒子の種類（密度）が特定されれば、粒子直径（粒子径）Ｄの3乗から求めることが出来る。
【００３３】
損耗量が衝突角度Ｇに依存すること、及び、固体粒子の衝突頻度Ｆに比例することを考慮し、粒子質量「ｍ」の項目を無次元量である「（粒子直径Ｄ／基準粒径）３」で置き換え、且つ、衝突時粒子速度「Ｖ」の項目を無次元量である「（粒子速度Ｖ／基準速度）２」で置き換えて、上述した式を、
Ｗ＝（ａＧ３＋ｂＧ２＋ｃＧ）（粒子直径Ｄ／基準粒径）３（粒子速度Ｖ／基準速度）２Ｆ
と表現する。この式は、以下において、式Ｅ１と表記する。
なお、式Ｅ１において、符号「Ｆ」は、単位時間、単位面積当りに衝突する固体粒子の衝突頻度である
【００３４】
ここで、損耗量が衝突角度Ｇに依存する関係を「ａＧ３＋ｂＧ２＋ｃＧ」という衝突角度Ｇの３次式で表現したのは、本明細書では記載しない実験において用いられた試験片の材料及び固体粒子の組み合わせでは、実験により得られた損耗量と衝突角度Ｇとの特性曲線が、衝突角度Ｇの３次曲線と良く合致したからである。
但し、その他の試験片材料と固体粒子との組み合わせでは、損耗量と衝突角度Ｇとの特性曲線が、２次曲線や、４次以上の高次関数曲線が合致することもある。その様な場合には、上記式Ｅ１における項目「ａＧ３＋ｂＧ２＋ｃＧ」は、当該合致するｎ次関数の次数に合わせて、「ａ１Ｇｎ＋ａ２Ｇｎ−１＋・・・＋ａｎ−１Ｇ２＋ａｎＧ」（但し、ａ１、ａ２・・・ａｎ−１、ａｎは、ａ、ｂ、ｃに代わる係数）と書き換えられる。
【００３５】
なお、上述した３次式「ａＧ３＋ｂＧ２＋ｃＧ」は、正弦曲線「ａ・ｓｉｎ（ｂ・Ｇｃ）」で近似することも可能である。そのように近似した場合、上記式Ｅ１は、
Ｗ＝ａ・ｓｉｎ（ｂ・Ｇｃ）（粒子直径Ｄ／基準粒径）３（粒子速度Ｖ／基準速度）２Ｆ
と表現出来る。
【００３６】
上記した式Ｅ１において、「ａ」、「ｂ」、「ｃ」という係数は、衝突角度Ｇのみならず、その他の項目における影響や、質量項や速度項を無次元化して標記するための較正も考慮して特定されるべき数値である。
ここで、「基準粒径」及び「基準速度」は、無次元化のために任意に設定することが出来る数値である。
粒子直径Ｄは、固体粒子による損耗が生じる際における粒度分布から求められる。
衝突角度Ｇ、衝突速度Ｖ及び（の固体粒子の）衝突頻度Ｆについては、流体機械に衝突して損傷を惹起する固体粒子の挙動解析により求めることが可能である。
【００３７】
係る挙動解析は、公知の市販ソフトウェアを用いて行われるシミュレーションにより、実行する。
図１は、固体粒子が混じった固液２相流をノズルから噴射して試験片に衝突させた場合のシミュレーション結果の１例を示しており、当該シミュレーションでは、ノズルから噴射されて試験片の衝突する固液２相流における固体粒子の挙動が解析される。図の下側は試験片方向を指し、上側はノズル方向を指している。
ノズル径３ｍｍ、粒径８０μｍ、初期流速３０ｍ/ｓの試験条件における図１で、縦軸はノズルと試験片との距離ｈであり、横軸はノズル中心Ｃからの距離ｒであって、ノズルの中心から噴射された固体ｊ１となって距離ｒ１＝０で、衝突角が９０度で高さｈ１まで跳ね返る。ノズルの中心からやや離れた位置で噴射された固体ｊ２は距離ｒ＝ｒ２で衝突角が９０度からややずれて高さｈ２まで跳ね返る。衝突角については、固体ｊ３は距離ｒ＝ｒ３に、固体ｊｎは距離ｒ＝ｒｎと徐々に衝突角が９０度からずれる。そしてこの衝突角の９０度からのずれによって以降に示すように試験片に与える損耗量が異なってくる。
【００３８】
図１で示すシミュレーション結果から、図２〜図４の各特性を導き出すことが出来る。即ち、図１の特定の粒子による結果から図２〜図４では粒子径１０μｍ〜２００μｍをパラメータにしてその効果を求めている。図２〜図４において、粒子径１0μｍを特性曲線Ａ、３０μｍを特性曲線Ｂ、１６0μｍを特性曲線Ｃにしてそれぞれを判別容易にしている。
そして、「ノズルにおける粒子位置（ノズル中心からの距離）−衝突位置（試験片中心からの距離）」特性を示す図２から、固体粒子の衝突位置を求め、その結果から例えば公知のソフトウエアなどを用いて適宜処理することによって、衝突頻度Ｆを求めることが出来る。
また、「衝突位置（試験片中心からの距離）−衝突速度」特性を示す図３から、固体粒子の衝突速度Ｖを求めることが出来る。
さらに、「衝突位置（試験片中心からの距離）−衝突角度」特性を示す図４から、固体粒子の衝突角度Ｇを求めることが出来る。
すなわち、図２〜図４で示す様なシミュレーション結果から、衝突角度Ｇ、衝突速度Ｖ及び衝突頻度Ｆが、求まるのである。また、上記の結果から例えば粒子径１６０μｍを示す曲線Ｃのように、粒子径が大きいほど衝突位置は試験片の中心に近く、衝突速度は衝突位置にかかわりなく大きく、衝突角度は９０度に近くなっている。
【００３９】
また、上述した様に粒子直径Ｄは粒度分布を測定することにより得る事が出来るので、図２〜図４で示されているように、シミュレーション結果（「ノズルにおける粒子位置（ノズル中心からの距離）−衝突位置（試験片中心からの距離）」特性、「衝突位置（試験片中心からの距離）−衝突速度」特性、「衝突位置（試験片中心からの距離）−衝突角度」特性）も粒子直径Ｄ毎に得られる。
【００４０】
衝突角度Ｇ、衝突速度Ｖ、衝突頻度Ｆ、粒子直径Ｄが求まれば、上記式Ｅ１において特定されていないのは、係数ａ、ｂ、ｃのみである。
係数ａ、ｂ、ｃを得るためには、損耗実験を行い、実験結果としての３箇所における損耗量を求めれば良い。すなわち、式Ｅ１におけるＷに（実験結果である）３箇所の損耗量を代入し、「基準粒径」及び「基準速度」を決定し、粒度分布から求められる粒子直径Ｄを代入し、損傷試験における条件下で粒度分布及び上述したシミュレーションを行って得た衝突角度Ｇ、衝突速度Ｖ、衝突頻度Ｆを代入すれば、係数ａ、ｂ、ｃを含む３つの方程式が得られる。換言すれば、ａ、ｂ、ｃを変数とする３元１次方程式が得られる。
その３元連立１次方程式の解を、上記式Ｅ１に代入すれば、損耗量Ｗを決定する数式が特定されるのである。
【００４１】
次に、図５、図６、図７を参照して、上述した「損耗実験」について説明する。
図５は、本実験の基礎データを得る噴流式スラリー・エロージョン実験装置を示している。スラリーの貯蔵タンク３１に接続された管３１Ｌが高圧ポンプ３２の吸入側に連結され、高圧ポンプ３２の吐出側は高圧管３２Ｌによって試験箱３４内の噴射ノズル３３に連結されている。管３２Ｒは貯蔵タンク３１に通じるオーバフロー機能を有している。また、符号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３はそれぞれ流量調整弁である。
【００４２】
噴射ノズル３３は、所定の距離に配置された試験片３８に向かってスラリーを噴射するように構成されている。
試験箱３４の底部は漏斗状の水槽３５に装着され、試験箱３４内に噴射されたスラリーを受液するよう構成され、水槽３５の底部は管３６を介して貯蔵タンク３１に連結されている。
【００４３】
このような構成によって、所定の組成のスラリーを所定の材質の試験片３８に衝突させてエロージョン即ち損耗を評価することができる。
なお、本試験においては、ノズル３３と試験片３８との距離は２５ｍｍ、試験条件としては、噴射流速１０〜４０ｍ/ｓ、砂濃度は０〜１．０重量％で、試験片３８の形状は径１６ｍｍで厚さは１０ｍｍである。
【００４４】
上記による試験のうちの１例による試験片（損耗実験を行った後の試験片）の形状が図６で示されており、実験後における試験片の損耗量が、試験片のＸ−Ｘ線（図６）断面を示す図７において、模式的に示されている。試験片Ｎの外径Ｎｏは２５ｍｍであり、中心部Ｃｏのまわりに谷環状の損耗環が最大損耗部Ｃ１及びＣ２で表されている。図６における符号Ｍが試験条件である。
【００４５】
ここで、図７を参照すれば、損耗量はノズル中心線Ｘ−Ｘを中心に対象となっていることが理解される。すなわち、損耗量はノズル中心線Ｘ−Ｘからの試験片半径方向距離に対応した一つの数値となる。
以下において、Ｗ（ｒ）なる表示は、試験片中心Ｃｏから半径方向に「ｒ」ｍｍ離れた位置における損耗量を意味している。
【００４６】
図７で示す実験結果から、試験片中心Ｃｏから半径方向にｒ１（ｍｍ）、ｒ２（ｍｍ）、ｒ３（ｍｍ）離れた位置における損耗量Ｗ（ｒ１）、Ｗ（ｒ２）、Ｗ（ｒ３）の実測値が求まる。
いま、基準粒径を８０μｍ、基準速度を２０ｍ／ｓとする。
また、粒度分布から求めた粒子直径をα（μｍ）、β（μｍ）、γ（μｍ）、δ（μｍ）、ε（μｍ）とする。
【００４７】
図１〜図４のシミュレーション結果から、直径α（μｍ）の粒子の試験片中心から距離ｒ１における衝突角度Ｇαｒ１、衝突速度Ｖαｒ１、衝突頻度Ｆαｒ１、試験片中心から距離ｒ２における衝突角度Ｇαｒ２、衝突速度Ｖαｒ２、衝突頻度Ｆαｒ２、試験片中心から距離ｒ３における衝突角度Ｇαｒ３、衝突速度Ｖαｒ３、衝突頻度Ｆαｒ３、直径β（μｍ）の粒子の試験片中心から距離ｒ１における衝突角度Ｇβｒ１、衝突速度Ｖβｒ１、衝突頻度Ｆβｒ１、試験片中心から距離ｒ２における衝突角度Ｇβｒ２、衝突速度Ｖβｒ２、衝突頻度Ｆβｒ２、試験片中心から距離ｒ３における衝突角度Ｇβｒ３、衝突速度Ｖβｒ３、衝突頻度Ｆβｒ３・・・（直径γ、δの粒子については、同様なので記載を省略）・・・直径ε（μｍ）の粒子の試験片中心から距離ｒ１における衝突角度Ｇεｒ１、衝突速度Ｖεｒ１、衝突頻度Ｆεｒ１、試験片中心から距離ｒ２における衝突角度Ｇεｒ２、衝突速度Ｖεｒ２、衝突頻度Ｆεｒ２、試験片中心から距離ｒ３における衝突角度Ｇεｒ３、衝突速度Ｖεｒ３、衝突頻度Ｆεｒ３をそれぞれ求める。
【００４８】
損耗量Ｗは、直径α（μｍ）、β（μｍ）、γ（μｍ）、δ（μｍ）、ε（μｍ）の各粒子による損耗量の総和であると考えられるので、上述した数値を上記式Ｅ１に代入すると、試験片中心から半径方向距離ｒ１だけ離隔した位置については
Ｗ（ｒ１）＝
（ａ・Ｇαｒ１３＋ｂ・Ｇαｒ１２＋ｃ・Ｇαｒ１）（α／８０）３（Ｖαｒ１／２０）２Ｆαｒ１
＋（ａ・Ｇβｒ１３＋ｂ・Ｇβｒ１２＋ｃ・Ｇβｒ１）（β／８０）３（Ｖβｒ１／２０）２Ｆβｒ１
＋（ａ・Ｇγｒ１３＋ｂ・Ｇγｒ１２＋ｃ・Ｇγｒ１）（γ／８０）３（Ｖγｒ１／２０）２Ｆγｒ１
＋（ａ・Ｇδｒ１３＋ｂ・Ｇδｒ１２＋ｃ・Ｇδｒ１）（δ／８０）３（Ｖδｒ１／２０）２Ｆδｒ１
＋（ａ・Ｇεｒ１３＋ｂ・Ｇεｒ１２＋ｃ・Ｇεｒ１）（ε／８０）３（Ｖεｒ１／２０）２Ｆεｒ１
＝Ａ１・ａ＋Ｂ１・ｂ＋Ｃ１・ｃ      ・・・・（Ｊ１）
試験片中心から半径方向距離ｒ２だけ離隔した位置については
Ｗ（ｒ２）＝
（ａ・Ｇαｒ２３＋ｂ・Ｇαｒ２２＋ｃ・Ｇαｒ２）（α／８０）３（Ｖαｒ２／２０）２Ｆαｒ２
＋（ａ・Ｇβｒ２３＋ｂ・Ｇβｒ２２＋ｃ・Ｇβｒ２）（β／８０）３（Ｖβｒ２／２０）２Ｆβｒ２
＋（ａ・Ｇγｒ２３＋ｂ・Ｇγｒ２２＋ｃ・Ｇγｒ２）（γ／８０）３（Ｖγｒ２／２０）２Ｆγｒ２
＋（ａ・Ｇδｒ２３＋ｂ・Ｇδｒ２２＋ｃ・Ｇδｒ２）（δ／８０）３（Ｖδｒ２／２０）２Ｆδｒ２
＋（ａ・Ｇεｒ２３＋ｂ・Ｇεｒ２２＋ｃ・Ｇεｒ２）（ε／８０）３（Ｖεｒ２／２０）２Ｆεｒ２
＝Ａ２・ａ＋Ｂ２・ｂ＋Ｃ２・ｃ      ・・・・（Ｊ２）
試験片中心から半径方向距離ｒ３だけ離隔した位置については
Ｗ（ｒ３）＝
（ａ・Ｇαｒ３３＋ｂ・Ｇαｒ３２＋ｃ・Ｇαｒ３）（α／８０）３（Ｖαｒ３／２０）２Ｆαｒ３
＋（ａ・Ｇβｒ３３＋ｂ・Ｇβｒ３２＋ｃ・Ｇβｒ３）（β／８０）３（Ｖβｒ３／２０）２Ｆβｒ３
＋（ａ・Ｇγｒ３３＋ｂ・Ｇγｒ３２＋ｃ・Ｇγｒ３）（γ／８０）３（Ｖγｒ３／２０）２Ｆγｒ３
＋（ａ・Ｇδｒ３３＋ｂ・Ｇδｒ３２＋ｃ・Ｇδｒ３）（δ／８０）３（Ｖδｒ３／２０）２Ｆδｒ３
＋（ａ・Ｇεｒ３３＋ｂ・Ｇεｒ３２＋ｃ・Ｇεｒ３）（ε／８０）３（Ｖεｒ３／２０）２Ｆεｒ３
＝Ａ３・ａ＋Ｂ３・ｂ＋Ｃ３・ｃ      ・・・・（Ｊ３）
という３つの式Ｊ１〜Ｊ３が得られる。
【００４９】
これ等の式Ｊ１〜Ｊ３は３元１次方程式であるので、これを連立して解けば、損耗の対象となる機器の部位における材料と、衝突する固体粒子の特定の組み合わせ（図５、図６、図７で説明した損耗実験における試験片と固体粒子との組み合わせ）について、上式Ｅ１の係数ａ、ｂ、ｃが特定される。
【００５０】
この操作を繰り返して、損耗を決定したい流体機械の部位について、全ての材料と衝突する固体粒子との全ての組み合わせについて、上式Ｅ１の係数ａ、ｂ、ｃが特定されれば、流体機械の特定の位置における損耗量が決定出来る。実際の流体機械における損耗量の決定に際しては、シミュレーションによって当該「特定の位置」において衝突する粒子について、衝突角度Ｇ、衝突速度Ｖ、衝突頻度Ｆを求めて（係数ａ、ｂ、ｃが特定された）上式Ｅ１に代入してやれば、流体機械の特定の位置における損耗量（当該位置における当該粒子の衝突による損耗量）が直ちに求められるのである。
【００５１】
ここで、同じ材質（ＳｉＯ２）だが、粒径が異なる２種類の砂の損耗進行速度を比較して示す図表である図８を参照すれば、損耗対象のＳＵＳ３１６の実験例では、けい砂９号とＬビフンによる最大損耗深さ進行速度（μｍ/ｈ）の比が６８２/５４＝１２．６であることに着目すると、２種類の砂による損耗進行速度の差異は、粒径６０μｍ以上の粒子の運動エネルギーの積分値（表においては代用特性は１２．２）に依存しており、粒径６０μｍ未満の粒子の運動エネルギーの積分値は、損耗進行速度の差異には殆ど寄与していないことが理解される。
そして、損耗進行速度の差異は単位時間辺りの損耗量の差異である。
【００５２】
この事から、上述した通り、損耗量は衝突した粒子の運動エネルギーに依存するが、固体粒子の運動エネルギーであっても、閾値を下回る運動エネルギーは損耗とは関係が希薄であることが理解される。そして、例えば、図８の場合は、損耗には寄与しない様な運動エネルギーを保有する固体粒子であるか否かの閾値は、「粒子直径Ｄ＝６０μｍ」であり、それ未満の粒径の固体粒子は損耗とは無関係と考えて良い。
【００５３】
上述した係数「ａ、ｂ、ｃ」を特定する場合に、３元１次連立方程式Ｊ１〜Ｊ３を作成するが、損耗には寄与しない様な運動エネルギーを保有する固体粒子による損耗量を無視する必要がある。
例えば、粒子直径αの粒子が損耗には寄与しない様な運動エネルギーを保有する固体粒子である場合には、上述した式Ｊ１における「（ａ・Ｇαｒ１３＋ｂ・Ｇαｒ１２＋ｃ・Ｇαｒ１）（α／８０）３（Ｖαｒ１／２０）２Ｆαｒ１」、「（ａ・Ｇαｒ２３＋ｂ・Ｇαｒ２２＋ｃ・Ｇαｒ２）（α／８０）３（Ｖαｒ２／２０）２Ｆαｒ２」、「（ａ・Ｇαｒ３３＋ｂ・Ｇαｒ３２＋ｃ・Ｇαｒ３）（α／８０）３（Ｖαｒ３／２０）２Ｆαｒ３」を除去して、３元１次連立方程式Ｊ１〜Ｊ３を作成することとなる。
【００５４】
ここで、特定の固体粒子について、損耗には寄与しない様な運動エネルギーを保有する固体粒子であるか否かの閾値は、当該固体粒子と同一の材質を有するが粒径分布が異なる２種類の固体粒子（例えば、砂）による損耗実験を行い、図８で示すようなデータを取得し、単位時間当たりの損耗量を比較すると共に、各粒径の固体粒子の運動エネルギーの積分値を比較すれば良い。
すなわち、２回の損耗実験を行えば、損耗には寄与しない様な運動エネルギーを保有する固体粒子であるか否かの閾値を決定することが出来る。
【００５５】
上述した手法により特定された式Ｅ１により演算した損耗量の精度について、検討した結果を図９〜図１１に示す。
図９は、試験片の材質がＳＵＳ３１６、試験片に衝突する固体粒子が黄河砂（平均粒径２９μｍの砂）１．０％であり、ノズル噴出速度が４０ｍ／ｓで、３０分間衝突させた後の損耗量について、式Ｅ１を用いて演算した結果（プロット）と、実験結果（曲線）とを比較して示している。
図１０は、試験片の材質がＣＡ６ＮＭ、試験片に衝突する固体粒子が黄河砂１．０％であり、ノズル噴出速度が４０ｍ／ｓで、３０分間衝突させた後の損耗量について、式Ｅ１を用いて演算した結果（プロット）と、実験結果（曲線）とを比較して示している。
図１１は、試験片の材質がＳＵＳ３１６、試験片に衝突する固体粒子がＬビフン（平均粒径１９μｍの砂）１．０％であり、ノズル噴出速度が３０ｍ／ｓで、３０分間衝突させた後の損耗量について、式Ｅ１を用いて演算した結果（プロット）と、実験結果（曲線）とを比較して示している。
図９〜図１１の何れにおいても、式Ｅ１による演算結果と、実験結果とは良く合致していることが理解できる。
【００５６】
次に、上述した損耗量を決定する技術、或いは、上式Ｅ１を適用して、流体機械、例えば遠心ポンプの羽根車の、損耗量を決定するシステムについて説明する。
【００５７】
図１２は、本発明における損耗量を求めるシステム構成を示している。
シミュレーション手段１１は公知のソフトウエアにより固体粒子の挙動を解析する手段であって、上式Ｅ１で係数ａ、ｂ、ｃを求めるのに必要な衝突速度Ｖ、衝突角度Ｇ、衝突頻度Fをシミュレーション演算する機能を有して構成され、情報伝達ラインＬ１１によって記憶内蔵手段１４に連結されている。
【００５８】
損耗実験ブロック１２は、損耗量W（ｒ１）〜W（ｒ３）、粒径分布（粒子直径α〜ε）、粒径の損耗量への寄与等の実験データを収集する機能を有していて、情報伝達ラインＬ１２ａによって記憶内蔵手段１４に連結されている。この情報伝達ラインＬ１２ａを介して損耗量W（ｒ１）〜W（ｒ３）及び固体の粒度分布即ち粒径α、β、γ、δ、ε等の分布を記憶内蔵手段１４に送信するようになっている。
【００５９】
また、損耗実験ブロック１２は、情報伝達ラインＬ１２ｂによって閾値判定手段１５に連結され、図８を参照して説明したような手法により、損耗量W（ｒ１）〜W（ｒ３）への粒径の寄与度（損耗に寄与しない運動エネルギーであるか、或いは損耗に寄与しない運動エネルギーを保有する粒子であるか否かを判定するための）を判定するためのデータを送信するようになっている。
【００６０】
閾値判定手段１５は、損耗量W（ｒ１）〜W（ｒ３）への粒径の寄与度に関する情報を受信して判定する判定手段１６と、その判定データを使用して損耗量Ｗへの寄与、不寄与の粒径を区分する閾値決定手段１７とを有していて、情報伝達ラインＬ１５によって記憶内蔵手段１４に連結されている。その情報伝達ラインＬ１５を介して粒径と運動エネルギーによってきまる閾値を送信するようになっている。
【００６１】
記憶内蔵手段１４は、シミュレーション手段１１、損耗ブロック１２及び閾値判定手段１５からの各種データを受信して、貯蔵するとともに、以降の演算あるいはデータ照合に備えた基本的なデータを内臓し、必要に応じ出力する機能を有して構成されている。そして、情報伝達ラインＬ１４によって連立方程式作成手段１９に連結され、損耗量Ｗ、衝突角度Ｇ、衝突速度Ｖ、衝突頻度Ｆを送信するようになっている。
【００６２】
連立方程式作成手段１９は、損耗量Ｗ、衝突角度Ｇ、衝突速度Ｖ、衝突頻度Ｆを既知として式Ｅ１を完成させるのに必要な前記Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３のような連立方程式を作成する機能を有して構成され、情報伝達ラインＬ１９によって係数特定手段２０に連結されている。
【００６３】
係数特定手段２０は、連立方程式作成手段１９で作成された連立方程式を解き、係数ａ、ｂ、ｃを特定する機能を有するように構成されている。その係数ａ、ｂ、ｃは式Ｅ１を特定するためのデータとして送信されるとともに、記憶内蔵手段１４にも情報伝達ラインＬ２０ｂによって送信されるように構成されている。
情報伝達ラインＬ２０ａからのデータは、システムとして明記しない式Ｅ１特定ソフトで材質及び固体粒子の種類を使用して特定されるようになっている。その結果は情報伝達ラインＬ２２によって損耗演算手段２２に送信されるよう連結されている。
【００６４】
シミュレーション手段２７は、シミュレーション手段１１において係数ａ、ｂ、ｃが特定されて上式Ｅ１が特定された後に、実際にスラリーに浸漬された流体機械の特定の部位における損耗量を決定するに際して、スラリー中の固体粒子が当該特定部位に衝突する衝突速度V、衝突角度G、衝突頻度Fを決定するための手段である。主として流れ解析に使用される公知のソフトウエアを内蔵して構成されている。情報伝達ラインＬ２７によって入力手段２６に実機のＧ、Ｖ、Ｆに送信するように連結されている。
【００６５】
シミュレーション手段２７への入力データはシミュレーション手段１１の演算結果を使用するので、シミュレーション手段２７とシミュレーション手段１１とは一体にまとめて構成してもよい。
【００６６】
入力手段２６は情報伝達ラインＬ２６によって損耗演算手段２２に連結され、実機のＧ、Ｖ、Ｆに送信するよう構成されており、例えば、別途設けたコンピュータあるいはそのキーボードで構成されている。
【００６７】
損耗演算手段２２は、上記各システムによる実験およびシミュレーションのデータを総合して損耗量を演算する機能を有して構成されていて、情報伝達ラインＬ２２によって画面あるいは紙面等に表示する表示手段２４に連結されている。
【００６８】
なお、上記構成中の点線で囲んだ領域は、演算等を主体にして、例えば筐体に収納可能にされている部分である。
【００６９】
このように上記のシステム構成は、シミュレーション手段１１で求めた衝突速度Ｖ、衝突角度Ｇ、衝突頻度F、損耗実験ブロックで求めた損耗量W（ｒ１）〜W（ｒ３）、粒径分布（粒子直径α〜ε）、閾値判定手段１５で決定した閾値を一旦、記憶内蔵手段１４に記憶され、記憶されたデータが記憶内蔵手段１４から必要に応じて連立方程式作成手段１９へ送出される様に構成されている。
【００７０】
しかし、記憶内蔵手段１４を省略して、衝突速度Ｖ、衝突角度Ｇ、衝突頻度F、損耗量W（ｒ１）〜W（ｒ３）、粒径分布（粒子直径α〜ε）、閾値を、直接、連立方程式作成手段１９へ送出する様に構成しても良い。
【００７１】
上記システムの作用を図１３に示すフローチャートによって説明する。
図１３において、前式Ｅ１を特定するにあたって、先ず、スラリーや固気２相流に存在する固体粒子の種類と、流体機械で損耗量を決定するべき部位の材質との組み合わせを決定する（ステップＳ１）。
【００７２】
そして、ステップＳ２では、ステップＳ１で決定された固体粒子における粒度分布を計測値或いは公知のデータより決定する。また、後述する損耗実験ブロック１２によるステップＳ４の損耗実験において、粒度分布（粒径α、β、γ、δ、ε）を計測する。そして、決定或いは計測された粒度分布から、固体粒子直径Ｄを決定する。
【００７３】
ステップＳ３では、記憶内蔵手段１４内の衝突速度Ｖ、衝突角度Ｇ、衝突頻度Fをシミュレーション演算に使用することを決定する。そしてステップＳ６に進む。
ステップＳ４では、損耗実験ブロック１２により損耗量Ｗ（ｒ１）、Ｗ（ｒ２）、Ｗ（ｒ３）を計測する。
【００７４】
そのデータにより判定手段１６、閾値決定手段１７からなる閾値判定手段１５で閾値を決定する（ステップＳ５）（閾値を決定する工程）。そして結果をステップＳ６に送信する。
ここで、ステップＳ３とステップＳ４は、同時に行うことができるが、何れか一方を先に行っても良い。
【００７５】
ステップＳ６では、ステップＳ３及びステップＳ５からのデータによって連立方程式作成手段１９によって式Ｅ１の連立方程式を作成する。そして、ステップＳ７に進み係数特定手段２０によって連立方程式を解いて係数ａ、ｂ、ｃを特定する（係数ａ、ｂ、ｃを特定する工程）。ついでステップＳ８に進む。
【００７６】
ステップＳ７で係数ａ、ｂ、ｃで特定したならば、ステップＳ１で決定された固体粒子と損耗する材料との組み合わせにおける損耗量を決定する式Ｅ１が特定される（ステップＳ８）。
しかし、実際に流体機械が浸漬するスラリーに混合する固体粒子は１種類とは限らず、損耗量を決定するべき部位を構成する材質も１種類とは限らない。
【００７７】
すなわち、実際の流体機械における損耗量を決定するためには、固体粒子と損耗する材料の種類における全ての組み合わせについて、上式Ｅ１を特定しなければならない。
従って、ステップＳ９においては、係る全ての組み合わせについて上式Ｅ１が特定されるまで、「Ｎｏ」のループを続行する。
【００７８】
実際の流体機械における損耗量を決定するために必要とされる固体粒子と損耗する材料における全ての組み合わせについて、上式Ｅ１が特定されたのであれば（ステップＳ９がＹｅｓ）、シミュレーション手段２７で求めた（流体機械をスラリー等に浸漬した場合における）衝突速度Ｖ、衝突角度Ｇ、衝突頻度Fを特定された上式Ｅ１に代入し（ステップＳ１０）、式Ｅ１の演算で求めた損耗量の（固体粒子と損耗部位の材質との全組み合わせに係る上記式Ｅ１の演算結果の）総和を求める（ステップＳ１１）。
係る総和が、実際の流体機械の特定部位における損耗量である。
【実施例】
【００７９】
次に、本発明の実施例について図１４、１５を参照して説明する。
図１４、１５は、前記本発明の損耗量決定方法及び損耗量決定システムによって求められた流体機械の損耗量に基づいて、耐スラリー・エロージョン被膜が決定されている立形遠心ポンプを示している。
【００８０】
図１４は耐スラリー・エロージョン被膜が施工されている羽根車４０の使用位置を示しており、吸入管７３の端部に固定された朝顔形状のカバー６８と、カバー６８の相対する位置に設けられる端板６５とで構成されるケーシング６３によって羽根車４０が収容されている。
【００８１】
羽根車４０は、入り口部５１に接続する流路４８、４９の半径方向端部が渦巻き状のケーシング本体６６の出口室６７に接続されて、吸入される液体が吸入部７５〜入り口５１〜流路４８、４９〜出口室６７えを経て昇圧され吐出するよう構成されている。
羽根車４０の中央部に羽根車４０を駆動する主軸６９が装着され、軸受け７０で回転自在に支持され、シール７１によって水密されている。
【００８２】
図１５は、便宜上図１４の羽根車４０の天地を逆に示していて、主軸６９に嵌合する軸穴４３を備えたハブ４４が主板４５の中央部を構成し、主板４５の相対側に流路４８、４９を挟んで側板４６が形成されている。
【００８３】
側板４６は、ハブ４４の相対側に吸入管７３に連結される大径の入り口部５１が設けられ、入り口部５１から吸入される液体を軸方向から軸直角方向即ち半径方向外方に導くように形成されている。
【００８４】
上記の構成における羽根車４０内の液体の流れは、流路４８、４９を含んで形成する主板４５、側板４６の形状によって細部では様々な態様を形成する。例えば、入り口部の内面５２と内面５４とでは流速が一様でなく、圧力も異なってくる。
【００８５】
主板についても同様で、とくにハブ４４の周辺では流れの方向が変化することもあって、スラリーによる損耗は液体に接するそれぞれの場所で異なることは避けられない。
【００８６】
また、スラリー中に含まれる固体の量や固体の性状によっても、特定の場所ごとに損耗量が異なることになる。
【００８７】
本実施例の羽根車４０は、このような場所によって一様でない羽根車４０の損耗量を、上述した損耗量決定システムあるいは損耗量決定方法によって特定し、あるいは予測された損耗量に応じた耐スラリー・エロージョン被覆を施工している。
【００８８】
この実施例では、流体機械として遠心ポンプが例示されており、上述した損耗量決定方法あるいはシステムにより、損耗が激しいと予測される箇所の損耗量を決定（或いは予測）して、当該決定（予測）された損耗が生じても実用上の問題が生じない様な材質の被覆層を形成するか、或いは、当該決定（予測）された損耗が生じても実用上の問題が生じない程度の厚さの被覆層を形成している。勿論、損耗が生じても実用上の問題が生じない様な材質で、且つ、実用上の問題が生じない程度の厚さの被覆層を形成しても良い。
【００８９】
ここで、前記損耗が激しいと予測される箇所としては、例えば、流体機械の流路表面の一部、流体機械が遠心ポンプである場合には羽根車の固液２相流が接触する表面の一部等が該当する。
【００９０】
図示の実施形態及び実施例は、あくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
なお、本明細書では、固液２相流であるスラリーに浸漬された流体機械の損耗量について、説明しているが、本発明は、流体機械に限定されるものではなく、固液２相流或いは固気２相流中に存在し、固体粒子と衝突する部位を有する全ての機器において、当該（固
体粒子と衝突する）部位の損耗量を決定することができる。
そして、決定（或いは予測）された損耗量が発生しても、機器作動に問題が無い程度の厚さ寸法を有する被覆層を、固体粒子と衝突する部位に形成すれば、固液２相流或いは固気２相流における損傷（エロージョン）用被膜を備えた機器が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の基礎資料となる機械の損耗に関係する固体粒子の衝突挙動解析の結果を示す線図である。
【図２】粒子径をパラメータにしてノズル粒子位置と衝突位置の関係を示すシミュレーション演算による線図である。
【図３】同上の衝突位置と衝突速度の関係を示すシミュレーション演算による線図である。
【図４】同上の衝突位置と衝突角度の関係を示すシミュレーション演算による線図である。
【図５】基礎データを得るための噴流式スラリー・エロージョン実験装置の構成図である。
【図６】上記実験装置による試験片の損耗結果を示す上面図である。
【図７】図６のＸ−Ｘ断面図である。
【図８】粒径の異なる２種類の砂による損耗を示す表を示す図である。
【図９】ＳＵＳ３１６に対する黄河砂による損耗を示す実験結果及び計算結果を示す線図である。
【図１０】同上のＣＡ６ＮＭに対する線図である。
【図１１】ＳＵＳ３１６に対するＬビフンによる損耗を示す実験結果及び計算結果を示す線図である。
【図１２】損耗量を求めるためのシステム構成図である。
【図１３】上記システムの制御を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の結果を適用する羽根車が装着される立形遠心ポンプの構成図である。
【図１５】本発明の結果を適用する羽根車の構成図である。
【符号の説明】
【００９３】
Ｄ・・・粒径
Ｆ・・・衝突頻度
Ｇ・・・衝突角度
Ｖ・・・衝突速度
Ｗ・・・損耗量
１１・・・シミュレーション手段
１２・・・損耗実験ブロック
１４・・・記憶内蔵手段
１５・・・閾値判定手段
１６・・・判定手段
１７・・・閾値決定手段
１９・・・連立方程式作成手段
２０・・・係数特定手段
２２・・・損耗量演算手段
２４・・・表示手段
２６・・・入力手段
２７・・・シミュレーション手段
【図１】
2005282396.tif 000003
【図２】
2005282396.tif 000004
【図３】
2005282396.tif 000005
【図４】
2005282396.tif 000006
【図５】
2005282396.tif 000007
【図６】
2005282396.tif 000008
【図７】
2005282396.tif 000009
【図８】
2005282396.tif 000010
【図９】
2005282396.tif 000011
【図１０】
2005282396.tif 000012
【図１１】
2005282396.tif 000013
【図１２】
2005282396.tif 000014
【図１３】
2005282396.tif 000015
【図１４】
2005282396.tif 000016
【図１５】
2005282396.tif 000017