2019 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation and modeling of adsorption-desorption kinetics of surfactants at interface with deformation and oscillation
| Project/Area Number |
19H02067
|
|---|
| Research Institution | Kansai University |
|---|
Principal Investigator |
細川 茂雄 関西大学, 社会安全学部, 教授 (10252793)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冨山 明男 神戸大学, 工学研究科, 教授 (30211402)
林 公祐 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (60455152)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 界面 / 界面活性剤 / 時空間フィルタ流速計 / 吸着 / 液滴 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
多くの工業分野，自然界において気泡や液滴を含む流れが見られるが，界面活性剤などの汚染物質が含まれる場合，気泡/液滴と周囲流体間の運動量/熱/物質移動が清浄系と異なることが知られている.しかし，変形しながら流動する界面への界面活性剤の吸着/脱離に関する知見は少なく，数値予測においても静的な系における吸脱着モデルが利用されているが，その検証は全くなされていない.本研究では，非変形球状界面に対して 開発された高精度速度分布計測に基づく界面上界面活性剤濃度評価手法を変形・変動する流動界面における計測手法へと発展させるとともに，本手法を用いて流動する界面への界面活性剤の吸着/脱離特性に及ぼす界面変形・変動を明らかすること，および当該物理現象を内包する工業機器の数値予測精度向上に寄与する吸脱着モデルの開発を目指す.
本研究では大別して3つの実験，すなわち，1)球形液滴の流動界面への吸脱着特性の把握，2)非球形液滴の流動界面への吸脱着特性の把握， および3)時間変動する界面への吸脱着特性の把握を段階的に実施する. 本年度は，球形液滴の流動界面への吸脱着特性の把握を中心に実施し，既開発の時空間フィルタ流速計（SFV：Spatiotemporal Filter Velocimetry）に基づく界面活性剤界面濃度評価手法を種々の条件下の液滴に適用し，実験データを蓄積するとともに，球形液滴の流動界面における界面活性剤の吸脱着特性を検討した.また，2)非球形液滴の流動界面への吸脱着特性の把握に関しては，種々の液滴形状における吸脱着特性の測定を行うため，既存のSFVを一般座標系における任意四角領域で速度測定できるように拡張するとともに，その性能を調べた.
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では大別して3つの実験，すなわち，1)球形液滴の流動界面への吸脱着特性の把握，2)非球形液滴の流動界面への吸脱着特性の把握， および3)時間変動する界面への吸脱着特性の把握を段階的に実施する計画であり，本年度は，1）の実験データ蓄積と基本特性の把握および2)に必要な計測手法構築を目的とし，概ね計画どおりの成果が得られらため.
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究では大別して3つの実験，すなわち，1)球形液滴の流動界面への吸脱着特性の把握，2)非球形液滴の流動界面への吸脱着特性の把握， および3)時間変動する界面への吸脱着特性の把握を段階的に実施する計画であり，今後は，1）に関しては、さらに実験データを蓄積し、吸脱着特性の理解を進める．2)については、本年度構築した計測手法構築を用いて非球形液滴界面に関する実験データを取得するとともに球形液滴界面との違いを調べる.3）については計測手法の開発を進める．
|
