微小孔および細管を通過する水の流動特性に対するナノバブル混合の効果 Effect of Mixed Nanobubble/Water Liquid Flows through Micro Apertures and Small Capillaries

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抄録

抵抗低減効果の点において,多くの研究者がマイクロバブルの効果について報告している.しかしながら,粒径がナノサイズの気泡であるナノバブルについてはほとんど報告されていない.一般的に,抵抗低減剤として高分子添加や界面活性剤混合などが広く知られている.しかし,それらの混合液は環境負荷の点から使用範囲に制限を受けるのが現状である.そこで,本研究では,粒径80 nmのナノバブルを混合した水を種々の微小孔に通過させ,そのときの圧力損失を測定し,水を用いた従来の報告と比較した.その結果,直径50 μm以下のオリフィスや内径70 μmの細管で水と比べ,ナノバブル水は低い圧力損失を示した.これは,ナノバブルが水中で負に帯電することに起因するスリップのためであると考察した.以上の結果は,既存の抵抗低減剤と比べ,環境負荷低減の面からもナノバブルの抵抗低減剤としての優位性を強く示すものである.

Much research on microbubbles and their drag reduction effect has been reported. However, few studies have focused on nanobubbles, which have sub-micrometer size. Mixtures of surfactants and polymers are known to reduce drag, but their use is limited because of environmental concerns. In this study, nanobubble/water mixtures were passed through several sizes of micro orifices and capillaries, and the resultant pressure drops, as compared with water, were evaluated. For a small orifice (≤50 μm) and capillary (≤70 μm), the experimentally observed pressure drop was less than that for water. This phenomenon is considered in terms of interface behavior and attributed to the electrical interaction between an electric double layer and nanobubbles. The results of this study suggest that the addition of nanobubbles to a liquid results in superior drag reduction.

収録刊行物

  • 化学工学論文集 = Kagaku kogaku ronbunshu

    化学工学論文集 = Kagaku kogaku ronbunshu 37(5), 371-376, 2011-11-20

    公益社団法人 化学工学会

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10030159878
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    023446598
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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