2021 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental investigation on the interaction between a bubble and wall in water containing impurities
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18K03934
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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), 准教授 (00552184)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 液膜 / 光干渉計 / 界面活性剤 / 電解質 / 気泡 / 気泡クラスタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【薄い液膜の排水破断過程における電解質および界面活性剤の影響の解析】剛体壁と接近する気泡間に形成される薄い液膜を対象とした光干渉法による膜厚分布計測に関して以下の実験を実施した．超純水，二種類の電解質溶液（酢酸ナトリウム水溶液，硫酸マグネシウム水溶液），界面活性剤水溶液（Triton X-100水溶液）を用い，接近速度（1～2000マイクロメートル毎秒）を実験条件とした排水時の膜厚分布形状の変化を取得し，各溶液における比較を行った．特に，液膜中心厚さの評価を干渉画像から連続的に評価することで，各水溶液における違いについて考察した．以前までの結果である接近速度が遅いときの超純水と電解質水溶液で液膜形状に違いに対して，並進速度が10マイクロメートル毎秒以下のときに顕著な違いが見られ，電解質水溶液における薄膜化の鈍化が確認された．ただ，電解質溶液の違いに関する効果に明らかな定量的な差異は認められなかった．
【斜め平板下を上昇する球形気泡群のクラスタ化に内在する気泡間相互作用の解析】二次元的な拘束を受ける球形気泡の群運動に関して，斜め平板下を上昇する球形気泡群ではクラスタ化が生じるが，単一細管から生成した気泡列の観察から2個から数個程度の気泡群の運動を解析し，クラスタ化に関わる気泡間相互作用の詳細を解析した．本年度は特に，前年までの気泡間相対速度の評価に加えて，気泡間相互作用力を評価した．その結果，気泡発生初期とある程度上昇した後における気泡間相互作用力について，特に縦並びの二気泡における揚力の向きが逆転する現象が確認された．これは壁面による後流構造の経時変化が原因であると示唆される．また，相対速度と力の分布の比較から，現状の実験系で計測される気泡間相互作用力は定常力ではなく，過渡的な気泡周囲の流れの状況で決定される力であり，瞬時の流動構造の解明の重要性がより明確となった．
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Research Products
(5 results)
