Simulation of surfactant-laden two-phase flow through porous materials for design of coalescer

模拟载有表面活性剂的两相流穿过多孔材料以设计聚结器

• 批准号: 22K04803
• 负责人: 三野 泰志
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04803/
• 关键词: 油水分離; コアレッサー; 数値シミュレーション; 混相流; 格子ボルツマン法

本研究の目的は、水中に分散した油滴（Ｏ／Ｗエマルション）をフィルターにより効率的に分離する技術の一つである「コアレッサー」を理論的に設計するための指針を確立することである。Ｏ／Ｗエマルションが多孔体を透過する様子を数値シミュレーションと直接観察実験によって調査し、油滴の合一挙動に影響を及ぼす因子を明らかにすることを目指して、令和４年度は以下の成果を得た。（１）シミュレーションモデルの開発：界面活性剤を含む油－水二相流体を表現するための流体シミュレーション技術を、自由エネルギー型二相系格子ボルツマン法をベースとして開発した。既往の計算結果と比較することによって、開発モデルの妥当性を確認することができた。さらに、複雑な形状の固－液界面を含む系内の流動を効率よく計算できるSmoothed Profile法をベースに、二相流体の多孔体透過シミュレーション技術を開発した。（２）液滴透過実験の準備：開発したシミュレーションモデルの妥当性を評価するために、粒子充填層内の液滴透過実験を行う予定である。本年度は、直接観察用セル及び液滴供給部を含む実験装置一式の作製を行った。観察用セルにはガラスビーズを中央に充填した擬２次元セルを採用し、着色した油滴が透過する様子を顕微鏡により観察した。計算結果との比較のためには液滴の透過挙動をより詳細に観察する必要があると分かったため、現在装置の改良に取り組んでいるところである。そのため、ハイスピードカメラを用いた観察及びシミュレーション結果との比較は次年度に行うこととした。

に は の purpose this study, the water dispersion し た oil droplets (O/W エ マ ル シ ョ ン) を フ ィ ル タ ー に よ り sharper rate に separation す る technology の つ で あ る "コ ア レ ッ サ ー" を theory に design す る た め の pointer を establish す る こ と で あ る. O/W エ マ ル シ ョ ン が porous body を through す る others child を the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と 観 directly examine be 験 に よ っ て investigation し, oil droplets の oneness 挙 influencing を に and ぼ す factor を Ming ら か に す る こ と を refers し て, make and 4 year は の results under を た. (1) シ ミ ュ レ ー シ ョ ン モ デ ル の 発 : open interface active tonic を む oil - water two phase fluid を performance す る た め の fluid シ ミ ュ レ ー シ ョ を ン technology, free エ ネ ル ギ ー type two-phase system grid ボ ル ツ マ ン method を ベ ー ス と し て open 発 し た. The previous <s:1> calculation results と comparison する とによって とによって とによって, development モデ モデ <s:1> the appropriateness を confirmation する する とがで た た. さ ら に, complex 雑 な の solid-liquid interface shape を containing む を の flow within the working rate よ く computing で き る Smoothed Profile method を ベ ー ス に, two phase fluid の porous body through シ ミ ュ レ ー シ ョ ン technology を open 発 し た. (2) the droplet through be 験 の preparation: open 発 し た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン モ デ ル の justice を review 価 す る た め に, particle inside pack の droplet through be 験 を line う designated で あ る. This year, セ, direct 観 inspection uses セ セ and び droplets to supply the department with a を laboratory device containing む for を production った. 観 examine with セ ル に は ガ ラ ス ビ ー ズ を central に filling し た quasi two dimensional セ ル を し, coloring し た droplets が through す る others child を 顕 micromirror に よ り 観 examine し た. Calculation results と の is の た め に は droplet の through dynamic を 挙 よ り detailed に 観 examine す る necessary が あ る と points か っ た た め, improved device の に now take り ん で い る と こ ろ で あ る. そ の た め, ハ イ ス ピ ー ド カ メ ラ を with い た 観 examine and び シ ミ ュ レ ー シ ョ ン results と の is は annual line に う こ と と し た.

项目成果

エマルションの安定化のための新しい調製技術と評価

乳液稳定制备新技术及评价

• 发表时间: 2022
• 作者: 執筆者：59名;技術情報協会
• 通讯作者: 技術情報協会

粒子懸濁液のせん断流れに関する格子ボルツマンシミュレーション

颗粒悬浮液中剪切流的格子玻尔兹曼模拟

• 发表时间: 2022
• 作者: 三野 泰志;田中 葉月;中曽 浩一;後藤 邦彰
• 通讯作者: 後藤 邦彰