2016 Fiscal Year Annual Research Report
Control of gas-liquid interface for two-phase flow in small scale channel by using surface wettability of the channel wall
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26420118
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
川原 顕磨呂 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (20224818)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | マイクロチャンネル / 二相流 / 濡れ性 / 圧力損失 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マイクロチャンネルおよびミニチャンネルにおける流路の壁面濡れ性が気液二相流の流動特性に及ぼす影響を調査した。本年度は水力学相当直径が1.00 mmの矩形マイクロチャンネルを用いた実験と解析を行った。流路は水平で、2枚のアクリル板の上下に重ね合わせて作られた。すなわち、その下板表面に矩形の溝を機械加工した。作動気体に空気、作動液体に水を用いた。流路の壁面の濡れ性を撥水剤のコーティングの有無により調整した。コーティング有の場合の壁面の接触角は80度、コーティング有の場合のそれは127度であった。すなわち、コーティング有の流路壁面の濡れ性が悪くなった。なお、試験流路にコーティングする際、流路の上板のみにコーティングした。また、予備試験により流路全長の壁面の濡れ性を悪くする場合と気液の混合部の付近の流路壁面の一部の濡れ性を悪くした場合で、流路に導入された2液の混合に及ぼす影響を調べた。その結果、気液混合部付近の濡れ性を変えるだけで、2液の混合を促進するのには十分であった。同一の気液条件において、濡れ性を悪くすると発生する気泡の長さが良い場合より長くなることが確認された。それにともない流路の壁面の濡れ性を悪くした場合の気液二相流の摩擦圧力損失は濡れ性が良い場合のそれより小さくなることが分かった。これは気泡が長くなることにより発生する気泡の個数が減少し、その気泡の後流部にできる渦の頻度が減少したためと考えられる。そして、この圧力損失を予測する式を構築した。
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