2012 Fiscal Year Annual Research Report
光複合計測によるマイクロスケール三相流のマルチスケール解析
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22760151
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
北川 石英 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (80379065)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 対流 / 気泡 / マイクロバブル / 微細粒子 / 相干渉 |
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| Research Abstract |
近年，マイクロバブル（超微細気泡）は，機械，化学，船舶，そして医療など，非常に幅広い分野において盛んに利用されている．ここで，マイクロバブルを利用する対象が海･湖･川などの場合や，作動液体として汚染水･下水･工場排水などが利用される場合には，マイクロバブルに加え，微細粒子がその流れ場に含まれる．しかし，これまでにマイクロバブルと微細粒子が共存する密度差対流について，その特徴的な挙動を実験的に見出した研究は知見しない．
本研究では，マイクロバブルと微細粒子によって誘起される対向型対流の流動メカニズムを可視化計測によって調査した．特に，異なる比重を有する微細粒子が気相流れに与える影響に注目した．可視化画像計測によって得られた結論を以下に示す．
(1)気泡と粒子を含む流れの場合，気泡群中に粒子が存在することにより，液相の運動量拡散が抑制される．これは，気泡群の有する浮力分布の連続性の欠如をもたらし，浮力源を低下させる．浮力源の低下は，液相速度の低下を招くことから，局所的に強い循環流が発生しない．そのため，気泡プルーム同士の干渉の顕著な抑制をもたらす．その結果，気泡と粒子を含む流れの場合の気相平均運動エネルギーが，気泡を含む流れの場合のそれに比して極端に低くなる．
(2)粒子分布は，粒子の比重γに強く依存する．特に，粒子分布の非一様性のため，γ =1.0の粒子よりも，γ=1.2の粒子の方が，気泡と粒子との干渉頻度が低くなる．その結果，粒子の比重が低い場合（γ=1.0）に比して，粒子の比重が高い場合（γ=1.2）の方が，気相平均運動エネルギーが高くなる．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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