洗浄機構に関わる流体力の検討 -各種溶液が内部流として布間隙を通過する際に生じる抗力と汚れ除去との関係-

与清洗机理相关的流体力研究 -各种溶液作为内部流动通过织物之间的间隙时产生的阻力与污垢去除之间的关系-

• 批准号: 06858001
• 负责人: 天木 桂子
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Iwate 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06858001/
• 关键词: 洗浄; 流体力; 抗力; 内部流; 界面活性剤水溶液; 希薄高分子水溶液

洗浄機構に関わる要因を考える場合,界面活性剤やビルダーによる化学的作用とともに外部から被洗物に与えられる物理的作用が非常に重要である.本研究は,物理的作用の1つである洗浄液の持つ流体力に着目して行った実験である.すなわち,透明アクリル板を用いて流路(内径約200×20×20mm)を作製し,フランジ部に流れ方向と直角になるように布モデル(ポリエステルメッシュスクリーン)を挟む.イオン性の異なる界面活性剤水溶液5種,希薄高分子水溶液2種および水のせん断流を流路内に流し,メッシュ間隙を内部流として通過する際に生じる抗力を,メッシュ前後の圧力差から算出する.メッシュの織り密度,流量,溶液の種類などの条件を変えて実験を行い,得られた抗力を比較して,布間隙を通過する際に及ぼす流体力を明らかにした.現在までに得られた結果は以下の通りである.1.すべての溶液で,流路内のレイノルズ数(Re)が増加するとともにメッシュ前後の圧力損失は大きくなり,抗力も高くなった.しかし増加のしかたは溶液によって異なり,それぞれの特徴を示した.すなわち,水の抗力はReの増加とともに緩やかに上昇したが,界面活性剤水溶液はそれに比べて急な上昇傾向を示し,Reの影響を大きく受けていた.また希薄高分子水溶液は,低Reでは緩やかに上昇するが高Reになるにつれて急な上昇に転じ,さらに高Reになると再び緩やかになるという特異な傾向を示した.全体として抗力は,水>界面活性剤水溶液>希薄高分子水溶液の順となり,これは各溶液の粘土の順位と一致していた.2.すべての溶液で,抗力は織り密度の大きい(オープニングエリアが小さい)メッシュほど高く,溶液通過が困難であることを示した.以上の結果を実際の洗浄場面に関連させると,界面活性剤水溶液は水よりも抗力が高く布間隙を通過しにくいことから,布に付着した汚れを除去する上では汚れを運び出す作用となって働くと見なすことができ,洗浄性が高まると予想される.しかし,現段階では断定できるものではなく,今後は洗浄力試験などを行ってこの仮説の真偽を確かめていくことが課題となろう.また,溶液によって抗力が異なる原因についても,用いた溶液そのものの物性などを測定しながら明らかにしている必要が感じられる.

The washing mechanism is related to the chemical action and the physical action of the interface active agent. This study focuses on the physical effects of washing liquid and its fluid force. The transparent glass plate is made of a medium flow path (inner diameter of about 200×20×20mm), and the flow direction of the glass plate is perpendicular to the flow direction of the glass plate. 5 kinds of aqueous solutions of different interfacial active agents, 2 kinds of aqueous solutions of thin polymers, and 2 kinds of aqueous solutions of water. The density of the fabric, the flow rate, the type of solution, the conditions of the operation, the resistance to the operation, the clearance, the passage and the fluid force are clearly defined. The pressure loss before and after the increase of Re in the flow path is large, and the resistance is high. The characteristics of the solution are shown below. The water resistance increases slowly and increases rapidly. The interfacial active agent aqueous solution tends to increase rapidly and the Re effect is greatly affected. For thin polymer aqueous solutions, low Re increases slowly, high Re increases rapidly, and high Re increases slowly. All the resistance is higher than that of water. The order of the clay in each solution is consistent. 2. The resistance of the solution is higher than that of the density. The above results are related to the washing situation. The interfacial active agent has high washing resistance and high washing resistance. In the future, we will try our best to find out the truth of the story. The reason why the resistance of the solution is different is that the physical properties of the solution are determined.