2017 Fiscal Year Annual Research Report
Interaction between the hydrogen bond in the ice and atmospheric-pressure plasma and its applications for the snow-melting device
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15K13606
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
安藤 晃 東北大学, 工学研究科, 教授 (90182998)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小室 淳史 東北大学, 工学研究科, 助教 (70733137)
高橋 和貴 東北大学, 工学研究科, 准教授 (80451491)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 大気圧プラズマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は研究計画の最終年度として、これまで製作してきた可変温度型の放電リアクタでの放電実験を行った。アルミ製のリアクタの側壁に8Aのペルチェ素子を2枚貼り付けることによりリアクタ内の温度を変化させた。ペルチェ素子に16Aの電流を60分ほど流すことでリアクタ内の温度が-10度に達した。このようなリアクタを用いて、リアクタ内の温度を-30度から100度まで変化させ、パルス放電を発生させることで放電の特性が変化する様子を電流・電圧計測と、高速ゲートを有するイメージインテンシファイア付きカメラを用いて発光強度を計測した。温度を低くするにつれて、放電の発光チャネルの径が細くなり、また発光強度が弱くなる様子が観測された。これは温度が低くなることによりリアクタ内の換算電界が小さくなったことに起因すると考えられる。また、同様の環境下で行ったシミュレーションの結果により、反応係数が温度の4乗に比例するクラスター反応が放電形態の変化に寄与している可能性が示された。温度を高くすると、放電チャネルの径が太くなり、それに合わせて電流も大きくなる様子が観測された。これも同様に、換算電界とクラスター反応が寄与しているものと考えられる。
また、放電電極に水を塗布したうえで冷却し、電極を氷でコーティングしたうえで放電を発生させ、氷を放電との相互作用を観察した。印加電圧波形や電極構造を工夫することで、氷の破壊・溶融を促進させるためのパラメータ探索を行った。
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