2004 Fiscal Year Annual Research Report
ペルチェ素子と形状記憶合金を用いたマイクロポンプの開発とナノ流体の流動解析
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16560153
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
鳥居 修一 熊本大学, 工学部, 教授 (30180201)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井村 英明 熊本大学, 工学部, 教授 (10040396)
小糸 康志 熊本大学, 工学部, 助手 (70347003)
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| Keywords | マイクロポンプ / ペルシェ素子 / ナノ流体 / 可視化 / 形状記憶合金 |
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| Research Abstract |
1)ペルチェ素子と形状記憶合金との動特性
ペルチェ素子に直流電流を加えることによって、片面が加熱される。これによって形状記憶合金が膨張する。一方、電流を停止すれば、その面は発熱されないので、形状記憶合金は元の状態に戻る。但し、加熱されていた面が加熱される前の壁温に戻るには時間を要するので、形状記憶合金の変化も遅い。従って、その合金が元の状態に戻るために、ペルチェ素子を流れる直流電流を逆方向に流すことによって、その素子が吸熱され、形状合金は元の状態に戻る。このプロセスを規則的に行なうために、以下の事を明らかにした。
(1).ペルチェ素子の両側に極細熱電対を取り付け、直流電流を流す。その電流の方向を規則的変化した場合の壁温の時間変化を把握した。
(2).ペルチェ素子の片方に形状記憶合金を接触させ、ペルチェ素子の規則的な温度変化に対応する合金の形状変化を記録して、応答性を把握した。
2)マイクロポンプの製作
(1).製作するマイクロポンプは、デフューザーバルブ、ペルチェ素子と形状記憶合金とが組み合わさった熱電運動素子、ノズルバルブからなっている。これらをアルミプレート上に深さ1mmで加工し、ナノ流体又はナノ粒子を含まない流体はこの加工部分を流れるようになっており、その流動が可視化できるようにパイレックスガラスでシリコンプレート全体が覆った。
(2).極狭い流路を液体が流れるために、流路壁との浸水性を検討した。
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