2018 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation into the characteristics of electrohydrodynamic pumps and their applications to space heat transport devices
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16K06076
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
柳田 秀記 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90166554)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西川原 理仁 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50757367)
宮北 健 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (00748121)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 電気流体力学 / EHDポンプ / 電荷注入 / 解離 / イオンドラッグ / コンダクション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，電気流体力学（electrohydrodynamics, EHD）ポンプの性能に及ぼす電極等の形状や液体の物性等の影響を明らかにするとともに，多段化・並列化による大容量化を行い，宇宙用熱輸送デバイスに適したEHDポンプシステムの仕様を見出すことを目的とする．
申請時点では平成30年度は，EHDポンプの多段化・並列化による大容量化と宇宙用熱輸送デバイスを想定したEHDポンプループの性能評価を実施予定であった．しかし，そこまでは研究が進まず，また，多段ポンプが精度良く製作できなかったため，十分解明できていないEHDポンプ性能に及ぼす液体温度，注入電荷と解離電荷の密度，電極形状の影響について調べ，以下の結果を得た．
(1)平成29年度までに用いたフッ素系溶剤（液体1，導電率10^-8 S/mのオーダ）とは異なるフッ素系溶剤（液体2，導電率10^-10 S/mのオーダ）を用いてEHDポンプ特性に及ぼす液温の影響を調べ，液体2においても温度の低下に伴ってポンプ圧力が増大し，加えてポンプ流量も増加する特性を示すことを明らかにした．(2)EHDポンプの作動に必要となる液体中の余剰電荷（解離現象と電荷注入現象で生じる電荷）は，液温の上昇に伴って解離電荷密度は増大するが，注入電荷密度は2種類の試験液体ではいずれも低下する特性を有することを示した．（3）液体1では，EHDポンプの機能発現に支配的な電荷は低温では注入電荷であるが，温度の上昇とともに解離電荷の影響が強くなる．一方，導電率の低い液体2では解離電荷の影響は極めて小さい．（4）注入電荷密度の増加はポンプの圧力と流量を大きくするが，解離電荷の影響はやや複雑で，電極形状によっては解離電荷密度の上昇により圧力や流量が低下することがある．
以上の結果より，液体の物性と使用温度を考慮して電極形状を選択する必要のあることが明らかとなった．
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