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界面活性剤水溶液の回転円板摩擦抵抗特性

表面活性剂水溶液转盘摩擦阻力特性

基本信息

批准号：
12750145
负责人：
小方聡
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

省エネルギーおよび環境問題の点から地域冷暖の温水・冷水の循環系に界面活性剤を添加し,その流動抵抗の減少を試みる研究がなされている.このことは,界面活性剤水溶液が機械的劣化の影響をほとんど受けないことから循環系に適用でき,実用的に優れた性質をもつことによる.本研究は循環系流れの中心を担うターボ機械の効率向上に直接関連する回転円板の流れおよび実機である遠心ポンプに界面活性剤水溶液が及ぼす影響を,実験的・解析的に明らかにしたものである.平成13年度の研究で以下の2つの問題が明らかにされた.(1)ポンプ内部の界面活性剤水溶液の羽根車の円板摩擦損失特性を明らかにする為,タフト法を用いて容器内回転円板近傍の流れの可視化実験を行った.さらに,円管内乱流の対数速度分布を用い回転円板上境界層内の運動量積分方程式による流れ角の解析を行った.実験に使用した界面活性剤はEthoquad O/12水溶液の200ppmである.その結果,界面活性剤水溶液は回転円板近傍の流れの方向を円周方向外側に向け,このことが抵抗減少効果の要因であることが明らかになった.また,実験結果は解析結果とよく一致した.(2)界面活性剤水溶液を実機の遠心ポンプに適用し性能試験を行った.さらに,昨年度の研究で明らかになった回転円板摩擦抵抗に対する実験結果を基に,円板摩擦の減少がポンプの性能に及ぼす影響についての解析を行った.実験の結果,界面活性剤水溶液の濃度が小さい場合にはポンプ性能の変化はほとんどないことが判った.一方,濃度が高い場合には同一回転数で流量が増加すること,および低回転域においてポンプ効率が向上することが明らかとなった.また,界面活性剤水溶液中の回転円板摩擦抵抗に基づく解析結果はポンプ性能の実験結果とよく一致した.

The research on the addition of interfacial active agents and the reduction of flow resistance in the circulation system of warm and cold water and cold water in different regions is carried out. In this regard, the interfacial active agent aqueous solution has the effect of mechanical degradation. This study focuses on the influence of the central component of the circulation system on the mechanical efficiency of the circulation system, and the influence of the interfacial active agent aqueous solution on the mechanical efficiency of the circulation system. Heisei 13 years of research (1)The friction loss characteristics of the plate in the active agent aqueous solution inside the vessel are clearly demonstrated. In this paper, the numerical velocity distribution of turbulent flow in the tube is used to analyze the integral equation of motion in the boundary layer on the plate. The surfactant used is Ethoquad O/12 aqueous solution up to 200ppm. As a result, the interfacial active agent aqueous solution flows back to the outer side of the circle in the direction of the circle, and the main reason for the resistance reduction is that the flow direction is opposite to the circle. The result of the analysis is consistent. (2)Interfacial active agent aqueous solution for the implementation of the remote control of the application of performance tests. In this paper, the results of the research of last year show that the friction resistance of the return plate is based on the analysis of the performance and influence of the reduction of the friction of the return plate. As a result, when the concentration of an aqueous solution of a surfactant is small, the properties of the surfactant will change. On the other hand, when the concentration is high, the flow rate increases at the same time. The results of basic analysis of friction resistance of return plate in aqueous solution of interfacial active agent are consistent with those of practical results of poor performance.