Shinji Tamano, Kotaro Miyagawa, Yohei Morinishi, M. Itoh, K. Taga
{"title":"降解对非离子表面活性剂水溶液紊流减阻的影响","authors":"Shinji Tamano, Kotaro Miyagawa, Yohei Morinishi, M. Itoh, K. Taga","doi":"10.1678/RHEOLOGY.40.69","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"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","PeriodicalId":17434,"journal":{"name":"Journal of the Society of Rheology, Japan","volume":"1 1","pages":"69-77"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2012-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"11","resultStr":"{\"title\":\"Effects of Degradation on Drag Reduction in Turbulent Pipe Flow of Nonionic Surfactant Aqueous Solutions\",\"authors\":\"Shinji Tamano, Kotaro Miyagawa, Yohei Morinishi, M. Itoh, K. Taga\",\"doi\":\"10.1678/RHEOLOGY.40.69\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"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\",\"PeriodicalId\":17434,\"journal\":{\"name\":\"Journal of the Society of Rheology, Japan\",\"volume\":\"1 1\",\"pages\":\"69-77\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2012-01-01\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"11\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Journal of the Society of Rheology, Japan\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.1678/RHEOLOGY.40.69\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Journal of the Society of Rheology, Japan","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.1678/RHEOLOGY.40.69","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 11
摘要
表面活性剂大致分为阳离子性、阴离子性、双离子性以及非离子性。关于其降低流动阻力(DR)的效果，目前已有研究表明，例如Gyr;Bewersdorff的著作和Zakin等人的评论中也有总结。最近，Qi，Zakin和Broniarz-Press等分别对表面活性剂水溶液的流变特性和DR的关系和聚合物和表面活性剂DR的差异进行了详细的回顾报告。近年来，随着人们对节能技术的关注，添加界面活性剂的DR效果再次受到关注。根据Saeki最近的报告，阳离子表面活性剂(商品名LSP-01)在节能型空调系统中的实际应用已超过150项。中广泛使用，其优点是在宽溶液温度范围(5~ 60oc)中可获得较高的电阻降低率(60~ 80 %)，不易受到机械剪切的劣化影响。因为具有特性。但是，阳离子表面活性剂的环境负荷比较高，其作为DR剂的用途仅限于闭环系统的流程。今后，考虑到作为DR剂的用途的扩大和环境问题的应对，有必要推进对环境负荷较小的界面活性剂的开发。非离子性表面活性剂与阳离子性表面活性剂相比，对环境的负荷非常小，70年代Zakin等人发现了其DR效应。近年来，Hellsten等人提出，开发出了在比以前更宽的温度范围(5~ 40oc)下可得到DR的非离子性表面活性剂(SPE 95285，主要是奥瑞醇和乙醇胺的混合物)，Matthys等的小组，阐明了其DR效应、管径效应以及热传递特性的详细情况。同样，Usui等人正在开发在10~ 40oc温度范围内可得到DR的非离子性表面活性剂(AROMOX，主要成分:奥瑞尔二甲基胺氧基)。采用AROMOX水溶液，在加压流下的圆管内流动(内径5mm)以及平板上湍流边界层流中显示了DR效应。综上所述，关于非离子性表面活性剂DR效果的研究包括:阳离子性表面活性剂的情况:Effects of Degradation on Drag Reduction in TurbulentPipe Flow of Nonionic Surfactant Aqueous Solutions
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