ＵＶ照射による革新的流動制御システムの開発

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24656121
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 玉野 真司 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40345947)
• Keywords: 流体工学 / 非ニュートン流体 / 抵抗低減 / 省エネルギー / レオロジー / ＵＶ照射 / 界面活性剤 / ＰＲ流体

Research Abstract

本研究では，非イオン性界面活性剤水溶液と紫外線吸収剤を混合した溶液に，UVを照射することにより，DR効果を局所的に消失・発現させ，流れを減速・加速させる流れの制御手法の開発を目指している．本年度は，昨年度に構築した実験装置を用いて，非イオン性界面活性剤水溶液と紫外線吸収剤の混合溶液にUVを照射して，照射時間とDR効果の関係，ならびにその温度依存性を明らかにした．また，この流動現象をレオロジーの観点から説明するために，液滴落下を利用した伸長粘度計を設計・開発した．
本研究において使用した非イオン性界面活性剤は，AROMOX (ライオン・アクゾ株式会社製)を水道水に溶解させたものである．AROMOXは，オレイルジメチルアミンオキシド（ODMAO）を主成分とする混合物である．また，紫外線吸収剤としてオルトメトキシケイ皮酸（OMCA）を用いた．ODMAOの濃度Cは500 ppmまたは1000 ppmとし，ODMAOとOMCAのモル比は2対1とした．
紫外線吸収剤OMCAを添加剤としてAROMOX水溶液（C = 500 ppm）に添加した溶液に，紫外線を異なる時間（0，4，8，12時間）照射し，抵抗低減率の時間変化を明らかにした．実験は，加圧流下式の円管流装置（直径5 mm）で行い，圧力損失と流量を計測することで，レイノルズ数，管摩擦係数，および抵抗低減率を算出した．
最大抵抗低減率は，UV照射時間が長くなるにつれて，溶液温度が10℃の場合には僅かに小さくなるが，溶液温度が20℃または30℃の場合にはほとんど変化しないことが明らかになった．また，臨界レイノルズ数（最大抵抗低減率となるレイノルズ数）は，UV照射時間が長くなるにつれて，溶液温度が30℃の場合には値が大きく減少するが，溶液温度が10℃または20℃の場合には値に大きな変化は見られないことが明らかになった．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

抵抗低減率のＵＶ照射時間による変化，ならびにその温度依存性を明らかにすることができた．また，液滴落下を利用した伸長粘度測定装置が予定通り完成した．

Strategy for Future Research Activity

今後は，可逆性の紫外線吸収剤を用いたUV照射実験を行う予定である．また，伸長粘度測定を実施し，UV照射により変化するDR効果をレオロジーの観点から説明することを試みる．