2016 Fiscal Year Annual Research Report
Simultaneous temperature and velocity visualization of a concentration or temperature driven convection
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26289039
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
染矢 聡 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 省エネルギー研究部門, 研究グループ長 (00357336)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 温度 / 速度 / 可視化 / マイクロミキサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では機能性中空マイクロカプセルを利用し，濃度変化を伴う作動流体に適用可能な，微小スケール流れの温度と速度を同時計測する手法を開発した．まず，低入熱で高輝度，かつ出力の安定した高出力パルスLED光源を開発し，専用の高電流発生器を二種類開発した．平成27年度以降，Ｔ字型の合流部を持つ金属製マイクロチャネルとペルチェ素子を用いてマイクロミキサーを作成した．流路幅は0.5～1mmであり，Ｔ時合流部の上流で，局所的に最大4℃ほどの温度差を持つ流れを作成できる．本研究ではこのＴ字合流部近傍における温度や速度分布を測定し，マイクロミキサーとしての性能を評価した．
その結果，ペルチェ素子のON，OFFの瞬間に極めて大きな速度変化が生じる現象を見出した．特別な機械的構造を必要とせずペルチェモジュールの通電のみの非接触な方法で流速に大きな変化が生じることからポンプやマイクロミキサとしての応用を期待できる．流れ方向に電気浸透力が発生したためと考えられ，液膜流れの制御においても同様のアプローチを取ることが出来る．このＴ字型マイクロミキサーではペルチェ下部にて温度勾配，粘度勾配が生じ，その結果として合流部で流れが成層し，下流に向けて旋回しながら流出する．本研究ではこの現象に着目し，チャネルサイズやペルチェモジュール出力と，流れ場の温度や速度分布，T字合流部流れの混合促進効果などとの関連を調べ，液膜流れなどのマイクロ～ミリスケールの流れへの本現象の応用，活用技術について検討した．
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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