Rheological Properties for Microbubble/Dilute Polymer Mixtures Passing through Small Orifices

マイクロバブルについては基礎研究から応用研究まで多くの報告がなされている．その中でもマイクロバブル混合による抵抗低減効果に注目した研究は，基礎的・応用的研究において非常に重要，かつ，興味深い結果が報告されている．しかし，その多くが水にマイクロバブルを混合させた場合であり，界面活性剤水溶液や高分子水溶液に代表される複雑流体にマイクロバブルを混合させた場合の流動特性やレオロジー特性に関する報告はほとんどない．そこで，本研究では，平均粒径20 μmのマイクロバブルを混合させた水と希薄高分子水溶液を小オリフィス（直径＝100–400 μm）に通過させ，その際の圧力損失を測定し，流動特性を明らかにした．その結果，マイクロバブルを混合していない希薄高分子水溶液は弾性により水よりも低い圧力損失となり，マイクロバブルを混合した場合は，混合していない場合より高い圧力損失を示した．この現象は，高分子鎖の絡み合いをマイクロバブルが阻害することにより生じたと考察し，算定した弾性応力もこの考察と対応する結果となった．