2021 Fiscal Year Annual Research Report
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19K21863
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
清水 一男 静岡大学, イノベーション社会連携推進機構, 准教授 (90282681)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | マイクロプラズマ / 微粒子除去 / クーロン力 / プラズマアクチュエータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では櫛形電極を用いて粒径の異なる3種類の炭化タングステン微粒子を対象とし電極表面上の微粒子の除去を行った。印加電圧の振幅・周波数や微粒子の粒径を変化させ実験を行い，以下の知見が得られた。
１）印加した正弦波電圧の振幅による影響を調べたところ振幅の増加とともに除去率の増加が確認された。この結果は以下の2つの原因によるものと考えられる。1つ目は振幅を増加させることで発生するイオンの数が増加し，微粒子の帯電量が増加するため、2つ目は振幅を大きくすることで印加電界が大きくなり、微粒子にはたらくクーロン力が大きくなることで微粒子の飛散が促進されたためと考えられる。
２）各微粒子の除去率に関して周波数依存性を調べたところ、周波数の増加とともに除去率の減少が確認された。これは高周波数において線電極からの反発を繰り返すことにより線電極間で振動運動し、電極間にトラップされたためと考えられる。
３）各電極を用いて、電極表面上に粒径1 μm，5 μm，10 μmの炭化タングステン微粒子をそれぞれ載せ、微粒子除去の実験を行ったところ、粒径が大きくなるにつれ除去率が減少することが確認された。微粒子の帯電量はその微粒子の表面積で決まる。微粒子が球状であると仮定すると、微粒子の表面積は粒径の2乗に比例して大きくなる。一方で微粒子1粒あたりの重力は微粒子の半径の3乗に比例して大きくなる。そのため粒径が大きくなるにつれて微粒子が帯電することにより発生するクーロン力よりも重力が上回るため、粒径が大きくなることで炭化タングステン微粒子が除去されなくなったと考えられる。
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