2022 Fiscal Year Annual Research Report
吸水ポリマ溶発を利用するエアロゾル粒子混合による直流アークの高速遮断技術の開発
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21K18717
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
田中 康規 金沢大学, 電子情報通信学系, 教授 (90303263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石島 達夫 金沢大学, 電子情報通信学系, 教授 (00324450)
中野 裕介 金沢大学, 電子情報通信学系, 助教 (60840668)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | ポリマー / 熱プラズマ / 溶発 / アブレーション / アーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.ポリマーサンプルへの熱プラズマ照射実験と高速度カメラ撮影：ポリマーサンプルに熱プラズマを照射することによる溶発現象・スポレーション現象の発現を明らかにするために，プラズマ照射を行った。ポリマーとしてはまずはPE,POM,PA6,PTFEの４つを対象とした。その様子を干渉フィルターを取り付けた高速度ビデオカメラで撮影した。干渉フィルターではC2分子スペクトル付近のみを通過する中心波長460 nmのものを採用した。これにより，ポリマ蒸気が噴出する様子，蒸発蒸気が上流のどの位置まで到達するかを検討した。
2.ポリアクリル酸(PAA)系バルクへの熱プラズマ照射によるポリマ蒸気噴出とスポレーション粒子発現の確認：高周波熱プラズマを，まず吸水させないPAAポリマへ熱プラズマを照射することでポリマ溶発量が生じるのか，スポレーション粒子が生じるかを高速度カメラにより引き続き確認した。特にアブレーションする様子に着目した。
3.アブレーション蒸気に対するスペクトル観測：ポリマーからアブレーションする蒸気に対してスペクトル観測を行った。ポリマー面から上部4点に対してスペクトル観測を行った。これによりC2の分布も明らかにした。
4.熱プラズマ照射時のポリマー溶発の数値解析モデルの構築とアブレーションの各ポリマー種依存性の数値解析：各種ポリマーに熱プラズマを照射した場合におけるアブレーションの様相のポリマー依存性を検討するために，ポリマーの加熱と溶発を考慮した熱プラズ電磁熱流体解析モデルを構築した。これにより，PE，POM，PA6，PTFEポリマーサンプルに熱プラズマ照射する様子を数値解析により明らかにした。
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