2005 Fiscal Year Annual Research Report
配管システムの界面活性剤添加による流動抵抗減少効果とその省エネルギー技術への応用
| Project/Area Number |
17560154
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Research Institution | Ehime University |
|---|
Principal Investigator |
檜原 秀樹 愛媛大学, 工学部, 助教授 (80271071)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 幸一 愛媛大学, 工学部, 教授 (10036395)
岩本 幸治 愛媛大学, 工学部, 助手 (80325357)
|
|---|
| Keywords | 界面活性剤 / 抵抗低減 / レオロジー / 流体工学 |
|---|
| Research Abstract |
界面活性剤にはエルエスピー協同組合製LSP-01(塩化オレイルビス(2-ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムに対イオンとしてサリチル酸ナトリウムを添加)を用いた.レイノルズ数20000,40000,60000,濃度28,50,100ppmの下で,直円管および曲率半径比(管軸曲率半径/管内径)2の曲がり円管に対する流速測定および圧力測定を行った.直円管の流速測定によって得られた知見は以下の6つである.1.界面活性剤の添加により流動抵抗が低減された流れでは,断面流速分布は層流のような放物線形の分布に近づく.2.このとき,管軸方向と半径方向の相関であるレイノルズせん断応力は0に抑えられる.3.レイノルズせん断応力の抑制は,高速流の外向き運動とイジェクション,低速流の内向き運動とスウィープの確率密度分布がそれぞれ対称になることによって達成される.4.管軸方向速度変動は,後者2つのそれらよりも前者2つのそれらの方が小さい.5.断面流速分布から対応するみかけのせん断粘度分布を求めた.その結果,管壁に非常に近い部分を除いた管壁付近においてはみかけのせん断粘度は一定値をとり,その値はせん断誘起状態のそれに一致することが分かった.6.項目4に関しては,管壁から遠ざかるにつれてみかけのせん断粘度が増加するため,管から遠ざかる乱れは粘性による強い減衰を受けることが原因として考えられる.曲がり円管に対する測定では,抵抗減少効果が大きいほど2次流れによる偏流が水と比べて大きくなる傾向があり,それにともなって一様流に回復するまでの距離が増加することが分かった.
|
