Effects of Degradation on Drag Reduction in Turbulent Pipe Flow of Nonionic Surfactant Aqueous Solutions
Effects of Degradation on Drag Reduction in Turbulent Pipe Flow of Nonionic Surfactant Aqueous Solutions
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非离子表面活性剂水溶液降解对湍流管流减阻的影响
DOI：
10.1678/rheology.40.69
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发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
K. Taga
中科院分区：
文献类型：
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作者：
Shinji Tamano;Kotaro Miyagawa;Yohei Morinishi;M. Itoh;K. Taga
界面活性剤は,陽イオン性,陰イオン性,両イオン性, および非イオン性に大別され,その流動抵抗低減 (DR)効 果についてはこれまでに,例えば Gyr, Bewersdorff の著書 や Zakinら のレビューにまとめられている.また最近, Qi, Zakinは界面活性剤水溶液のレオロジー特性と DRの関係 について,Broniarz-Pressら はポリマーと界面活性剤の DR の相違について,それぞれ詳細なレビューを報告している. 近年,省エネ技術への関心の高まりと関連して,界面活性 剤添加による DR効果が改めて注目されてきている.Usui, Saekiの最近の報告によれば,陽イオン性界面活性剤(商 品名 LSP-01)の省エネルギー型空調システムへの導入実績 は 150件を超えている.DR剤として陽イオン性界面活性剤 が広く用いられているが,これは,広い溶液温度域(5~ 60 oC)において高い抵抗低減率(60~ 80 %)が得られ,機 械的せん断に対する劣化の影響を受けにくいという優れた 特性を有しているためである.しかしながら,陽イオン性 界面活性剤は環境負荷が比較的高く,その DR剤としての利 用は閉ループ系の流れに限定される.今後,DR剤としての 用途拡大と環境問題への対応を勘案すると,環境負荷がよ り小さい界面活性剤の開発を推進する必要がある. 非イオン性界面活性剤は陽イオン性界面活性剤に比べて 環境負荷が非常に小さく,1970年代に Zakinら によりそ の DR効果が明らかにされた.近年,Hellstenら により, 従来よりも広い温度範囲(5~ 40 oC)において DRが得ら れる非イオン性界面活性剤(SPE 95285,主にオレイルアル コールとエタノールアミンの混合物)が開発され,Matthys ら のグループにより,その DR効果,管径効果,およ び熱伝達特性の詳細が明らかにされている.同様に,Usui ら は 10~ 40 oCの温度範囲において DRが得られる非イ オン性界面活性剤(AROMOX,主成分:オレイルジメチ ルアミンオキシド)を開発している.また,著者ら は, AROMOX水溶液を用いて,加圧流下式の円管内流れ(内径 5 mm),ならびに平板上乱流境界層流れにおける DR効果を 明らかにしている.以上のように,非イオン性界面活性剤 の DR効果に関する研究は,陽イオン性界面活性剤の場合と Effects of Degradation on Drag Reduction in Turbulent Pipe Flow of Nonionic Surfactant Aqueous Solutions