313 円管内旋回流における界面活性剤による抵抗低減効果と渦振れ回り現象に関する研究

概要

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界面活性剤は洗剤をはじめ多くの工業用品に使用されている。また、高分子と同様に微量の界面活性剤を水に添加すると、管内流などのまっすぐな単純せん断乱流において著しく摩擦が低下することが知られている。しかしながら、工業的にパイプラインなどに利用する際には、まっすぐな管内流のみならずさまざまな流れの形態が考えられる。従って、まっすぐな単純せん断流以外の流れ場を調査することは、流体輸送システムの高効率化にとって重要である。　本研究は、界面活性剤を添加した溶液の円管内旋回流について調査し、その抵抗低減効果と旋回流特有の渦振れ回り現象について調査することを目的とする。対象とする流れ場は、管入口に設置された案内羽根型の旋回流発生装置によって旋回流が形成されるため、旋回の減衰を伴いながら下流に流れていく。レーザードップラー流速計(LDV)で計測した速度変動から渦振れ回り現象について解析した結果を速度分布や乱れ強さの分布の軸方向変化およびスワール数の減衰特性などと比較検討し、界面活性剤による抵抗低減旋回流れの構造について考察する。
2003-03-14