| 研究概要 |
申請書に記載したとおり,圧力変換器,シグナルジンディショナ-等を購入し,新規に作製した実験装置に装着し,実験を行った.
気液比の小さい泡沫を用い,高さの狭い矩形流路を使用した実験より,液体泡沫の流動は粘度の高い泡沫が,管壁に接する薄い液膜層(界面活性剤水溶液,ニュートン流体)によって潤滑流動するとしたモデルで近似できることが分かった.すなわち,管路内の泡沫の流動は,内部の泡沫(非ニュートン流体)と壁面の液膜(ニュートン流体)の二流体混相流と考えられ,その流動抵抗の最大値は,壁面に接する液膜層の厚さによって決定されることが推察できる.
そのため,泡沫の流動抵抗を予測するためには,液膜層厚さを決定する必要がある.液膜層の厚さは,数μmから数十μmであり実測が困難であるので,本年度は圧力降下の実測値と,泡沫流れのビデオ画像から得られた泡沫速度の値から,計算により液膜厚さを算出した.その結果,液膜厚さは,1)泡沫の気液比,および,2)泡沫の流量に依存している事がわかった.特に,泡沫流量の影響の方が気液比よりも大きい事が示された.このことは,壁面の液膜層厚さが,気液比や平均気泡径などの泡沫の性状だけではなく,泡沫の流量や速度といった流動パラメータによっても変化することを示しており,それらを考慮した新しい泡沫流動モデルを導入する必要がある思われる.
本年度の研究では,泡沫の流動抵抗を決定する要因である壁面の液膜厚さを,計算により間接的に求めた.来年度は,液膜厚さの直接測定を行い、泡沫の流動因子が流動抵抗に及ぼす影響を評価したい。
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