粘性せん断流れにおける微細気泡の成長・収縮

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せん断流れ中における気泡の成長・収縮について実験的・理論的に検討を行なった。まず気泡の成長・収縮に及ぼす拡散の影響を検討するため、種々の条件で気泡の成長・収縮の径変化を測定し、油中含有気体の拡散係数を求めた。その結果(1)拡散係数の値は油種により大きく異なる。また、初期気泡径が大きいほど、拡散係数が大きくなる。油の中の気体濃度は実験範囲内では、拡散係数に影響を及ぼさない。(2)気泡の成長・収縮の経過時間により見かけ上拡散係数は違ってくる。すなわち気泡の収縮の進行に伴い拡散係数は小さくなり、逆に気泡の成長に伴い拡散係数は大きくなることなどが明らかになった。上記の結果は圧力変動のない静的な径変化の場合であるが、比較的早い圧力変動を受ける気泡の径変化も測定した。測定には新たにCCDイメージセンサを用いた気泡測定システムを開発し、使用した。その結果、以下の事が明らかとなった。(1)圧力変動に伴う静止気泡の径変化は、Boyleの法則による計算値と大きく異なる。この原因として種々の測定結果から気泡表面での拡散が影響しているものと考える。(2)測定結果に対し、気泡表面での拡散を考慮して理論的考察を行なった。その結果、拡散を考慮すると実験結果を定性的に説明できることがわかった。