2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on Generation method of Charged Droplets using resonant vibtration of water droplet under high electric field
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15H03957
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
東山 禎夫 山形大学, その他部局等, 名誉教授 (50144209)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉本 俊之 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (10282237)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 微小水滴 / テーラーコーン / 水滴分裂 / 電流波形 / 負極性コロナ放電 / 減衰定数 / 電荷量 / 細管電極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は水滴から放出される帯電微小水滴を利用するために、細管電極先端に形成した水滴からの直流コロナ放電現象を明らかにするとともに、先鋭化した水滴（テーラーコーン）の先端から放出される微小帯電水滴の大きさを決定している要因を明らかにすることである。生成される微小帯電水滴はその大きさに応じた電荷量を持ち、運動エネルギーを持った帯電粒子であるので、帯電体の除電や空気中の水分子を吸着できる帯電微小水滴の応用の可能性を明らかにする。
直径0.18㎜の細管電極先端に形成した微小水滴からのナノ水滴を放出させるために、細管先端から0.5～2㎜の距離にリング電極を配置し、直流で夏を加えることで、水滴の体積で規定される共振現象を利用して、水滴の先鋭化と分裂を規則的に起こし、ナノ水滴ジェット放出に伴う電流パルス波形とそのあとに続くコロナ放電による電流波形を観測した。放出される水滴は20～100nmの大きさである。ナノ水滴放出に伴う電流パルスの減衰特性は、水滴の移動速度が遅いことから、放電により生成される気中イオンとは異なることが予想される。水滴分裂時の電気水力学的現象を把握することにより水滴の帯電量を制御する可能性について検討した。
テーラーコーンの分裂状態と水滴放出に伴う電流パルスは帯電微小水滴の生成量を決めるので、におい分子の吸着や空気中水蒸気の凝集に影響を与える。硝酸イオンを多く含む硝酸水溶液を用いて、液滴生成時の波形の違いを明らかにし、電流波形から水滴あるいは生成する空気イオンが運ぶ電荷量を求めた。水滴放出に伴う電流パルスの減衰時間はコロナ放電によるものと比べて長いことから、電極間の帯電水滴の存在が、パルスの波形を決定されることが明らかになった。硝酸イオン濃度の高い水溶液を用いることより、より多くの微小水滴を放出できるだけでなく電流パルスの減衰時間も早いことが確認できた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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