2006 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
06F06379
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
松本 洋一郎 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
PEIXINHO Jorge 東京大学, 大学院工学系研究科, 外国人特別研究員
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Keywords | マイクロバブル / ベンチュリ管 / 気泡微細化現象 |
Research Abstract |
直径数〜数百μmのマイクロバブルは単位体積当りの気泡表面積が大きく,浮力が小さいため水中滞留時間が長いという特性を有し,化学反応器への利用,水質浄化作用への応用が試みられている.生成手法の一つであるベンチュリ管を用いた方法では,装置が簡単でメンテナンスが容易,高ボイド率で使用可能という特徴を持つ.さらに本テーマの先行研究では前年度までに,気液二相流のベンチュリ管喉部流速が理想的な均質気液二相流の音速以上で気泡の急激な崩壊現象が起こる,という知見が得られている.しかしこれまでは連続的に気相を導入していたため,複数の気泡の相互作用により現象が複雑になり,また発生する大量の微細気泡のため,ベンチュリ管内流動現象の詳細な観察および定量的な計測が困難だった.そこで本研究では導入気泡量を減らし,個々の気泡のベンチュリ管内流れによる微細化過程を明らかにすることを目的として実験を行った. 本研究ではきわめて高速な現象の詳細をとらえるために,ベンチュリ管上流部へ流入する気泡をトリガとして高速度カメラの録画を開始させるシステムを構築し,少量の気泡がベンチュリ管に流入した際の管内における気泡挙動を詳細に調べた.また,流入気泡径とベンチュリ管出口気泡径を計測し,管内流動現象と発生気泡径の相互関係について考察した. これらの結果から以下の知見を得た. ・喉部流速を上げると出口気泡径が小さくなることが分かった. ・ベンチュリ管内流れの気泡微細化プロセスの第一段階として気泡がベンチュリ管縮小部に流入する際気泡内にジェットが発生し気泡が分裂することを確認した. ・喉部流速の上昇に伴い,ジェット流速が上昇した.
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