2017 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding and control of coalescence of droplets with suspended particles in flow through a tube
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15K05809
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
村岡 正宏 東京理科大学, 理工学部機械工学科, 講師 (70219880)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
溝口 博 東京理科大学, 理工学部機械工学科, 教授 (00262113)
上野 一郎 東京理科大学, 理工学部機械工学科, 教授 (40318209)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 液滴 / 粒子 / 合体運動 / 円管内の遅い流れ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液滴に含有させる金コーティングアクリル粒子の直径を5μｍ、15μｍ、30μｍと変化させた。その場体積濃度はそれぞれ、5μｍ（0.08%）、15μｍ（0.24%、0.4%）、30μｍ（0.4%）で、15μｍ（0.24%）であり、粒子の数密度は5μｍ（体積濃度0.08%）の場合の約11%で、30μｍ（0.4%）粒子の数密度は15μｍ（体積濃度0.4%）の約12%、5μｍ（体積濃度0.08%）の約2%であった。其々の粒子に対して円管内流れのRe数を0.01～0.08の範囲で変化させ、それぞれの条件について合体時間を求め粒子を含有する場合の合体時間に関する半理論式と比較した。粒子を含有する場合の合体時間の半理論式では、粒子を含有しない場合の半理論式と比較して、薄膜付近に存在する先行液滴の界面近傍の粒子と後続液滴の界面近傍の粒子間に作用するファンデルワールス力、先行液滴の薄膜付近の粒子と後続液滴間のファンデルワールス力及び後続液滴の薄膜付近の粒子と先行液滴間のファンデルワールス力を新たに考慮した。実験に関しては、いずれの条件下でも粒子を含有している液滴の合体時間が、粒子を含まない液滴の合体時間と比較して、大きく減少することを明らかにした。円管内流れのReが0.01では、粒子を含有している場合の半理論式は、ある程度実験結果を記述していることを確認した。Reの増大とともに半理論式は、粒子を含有しない液滴の場合と同様に実験結果から逸脱していく結果が得られた。半理論式の適用可能なRe数の範囲があることがわかった。
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