微量の界面活性剤が気泡流の巨視的構造に与える影響(粉体物理の現状と展望,2006年度後期基礎物理学研究所研究会)
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概要
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液体中に多数の気泡を含む流れは,化学反応器や熱交換器,水質浄化のための曝気槽など多くの工業プロセスで見られる.これら微小気泡群を含む流れにおいては,個々の気泡の表面における界面活性剤の存在など分子スケールのミクロな現象から,流れ場全体のマクロな構造に到るまで,ミクロ・メゾ・マクロの様々なスケールの現象が複雑に干渉し合いながら流動構造が決定されている.たとえば,水中に含まれる微量の界面活性剤の影響により,気泡終端速度の低下や気泡の合体の阻害が生じることが知られている.前者の現象は,気泡表面に吸着する界面活性剤分子により引き起こされるマランゴニ効果[1]により説明できるが,これら微量の界面活性剤が上昇速度を大幅に減少させたり,気泡同士の合体を妨げたりすることにより,気泡流全体の巨視的な挙動を大きく変化させる.本原稿では,水中に含まれる界面活性剤による気泡流構造への影響とそのメカニズムについて,チャネル内上昇気泡流の実験及び単一気泡の数値シミュレーションによる解析を交えて説明を行う.
- 2007-05-20
著者
-
高木 周
東京大学大学院工学系研究科
-
松本 洋一郎
東京大学大学院工学系研究科
-
小笠原 紀行
東京大学大学院工学系研究科
-
福多 将人
東京大学大学院工学系研究科
-
福多 将人
東京大学大学院工学系研究科:(現)(株)東芝電力システム社
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