2007 Fiscal Year Annual Research Report
軸流型スパイラル粘性マイクロポンプに関する基礎的研究
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18560178
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
佐藤 光太郎 Kogakuin University, グローバルエンジニアリング学部, 教授 (80252625)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横田 和彦 名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (70260635)
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| Keywords | マイクロポンプ / 粘性 / レイノルズ数 / 性能曲線 / 次元解析 / 潤滑理論 |
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| Research Abstract |
粘性マイクロポンプはこれまで考案されている容積型マイクロポンプと比較して流体変動が小さく連続的に液体を輸送することができるという利点があることから,脈動を嫌う分野での応用が検討されている.ところが,吐出圧力はポンプ構造に大きく依存することが知られており,本研究では高い吐出圧力が期待できる軸流型スパイラル粘性マイクロポンプを考案した.実験的研究では昨年度に引き続き相似モデル軸流型スパイラル粘性マイクロポンプを用いて様々な性能試験を行った.横軸に流量係数φ,縦軸にψReをとった性能曲線では同一ポンプ形状のレイノルズ数の異なるポンプ性能を統一的に扱うことが可能であり,その性能曲線は右下がりの直線になること,潤滑理論から導出したポンプ性能式と数値シミュレーション結果を比較した結果,両者は定量的にはややズレが見られるものの,定性的には一致しており,理論解析によって本マイクロポンプの性能を十分に評価できること,羽根巻き数nが大きくなるほど,ゼロ圧力流量はやや小さくなるが,ゼロ流量圧力は飛躍的に大きくなることがわかった.また,ポンプ効率は理論的に計算すること可能で最大ポンプ効率は羽根巻き数nが大きくなるほど小さくなり,流路方向に垂直な壁面仕事はポンプ入口出口の圧力性能には影響しないこと,本研究における粘性マイクロポンプで低レイノルズ数近似が有効なのは,Re<1000程度であることが明らかとなった.
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