2016 Fiscal Year Annual Research Report
Effect of impurities in water on the dynamic behavior of a thin liquid film formed between approaching surfaces
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15K17976
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
小笠原 紀行 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00552184)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 液膜 / 界面活性剤 / 電解質 / 気泡間相互作用 / 気泡クラスタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１，気泡壁面間に形成される薄い液膜の動的挙動の解析
気泡と壁面の衝突を模擬する実験において，液体として用いた超純水に界面活性剤（トリトンX-100）及び電解質（硫酸マグネシウム，酢酸ナトリウム）を混入し，それらが液膜の排水及び破断に及ぼす影響を解析した．従来から可能であった光干渉法と高速度撮影の併用による高時間解像度の膜厚分布計測では，特に液膜の破断挙動について詳しく解析した．その結果，気泡合体の防止効果に差異が報告されている二種の電解質溶液を用いた計測を行い，気泡合体防止効果の高い電解質溶液の方が，統計的に液膜破断に至るまでの時間が遅延されることが示され，液膜がより安定化することが示唆された．また，原子間力顕微鏡を用いた気泡壁面間の相互作用力の計測システムの構築を行った．疎水化したカンチレバーの先端に直径100マイクロメートル程度の気泡を修飾することで，気泡の壁面への接近離反時における相互作用力の計測が可能となった．
２，球形気泡群による気泡クラスタ形成と気泡間相互作用の解析
斜め平板下を上昇する直径1ミリメートルの単分散の気泡径分布を有する球形の気泡群によるクラスタ化現象に関して，気泡レイノルズ数が50から200程度の範囲での実験を行った．特に気泡表面の境界条件の影響に注目し，気泡径分布，動径分布関数による気泡群の分布の様子，二気泡間の相対速度の統計量による気泡間相互作用，気泡群としての気泡クラスタ速度を定量的に評価した．また，より単純な気泡間相互作用に対する知見を得るため，単一の気泡列からなる気泡群の実験を行った．その結果，横並びの気泡配置が安定であるが，気泡間距離が近い場合には斥力が生じることで，横並びの二気泡間には平衡距離が存在することがわかった．
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Research Products
(3 results)
