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微小重力環境利用による液体中異相粒子の界面張力勾配駆動型運動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 11450286
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属生産工学
研究機関九州工業大学

研究代表者

向井 楠宏  九州工業大学, 工学部, 教授 (60023173)

研究分担者 和才 京子  九州工業大学, 工学部, 助手 (90128124)
高須 登実男  九州工業大学, 工学部, 講師 (20264129)
篠崎 信也  九州工業大学, 工学部, 助教授 (00136524)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
2000年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
1999年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
キーワード界面張力勾配 / 異相粒子の運動 / 液体中粒子 / 微小重力環境 / 落下実験 / 航空機実験 / 異相粒子の挙動 / 微小重力 / 微細粒子 / 運動 / 水溶液 / 有機溶媒 / 温度勾配 / 濃度勾配
研究概要

垂直に温度勾配(上方が高い)を持つ蒸留水およびシリコーンオイル中の微細異相粒子の挙動を1gおよびマイクログラビティ(10^<-5>g)環境下で調べた。
岐阜県土岐市の無重量落下施設を利用して、微小重力(10^<-5>g,4.5秒)環境下、1gのもとで生じる研究妨害因子を取り除いた状態において、シリコーンオイル中の微小水滴の挙動を調べた。シリコーンオイル中に温度勾配がない場合、微小重力(10^<-5>g)に到達すると、それまで沈降を続けていた微小水滴は停止し微小重力の間中、動きは停止していた。一方垂直方向に温度勾配がある場合、シリコーンオイル中の微小水滴は微小重力に到達すると、、それまで沈降していた動きを短時間止めたあと、上方に運動をはじめた。上昇速度は水滴の直径の増加、温度勾配の増加とともに増大する傾向を示した。水-シリコーンオイル間の界面張力は温度の上昇とともに減少する。したがって、水滴-シリコーンオイル間の界面張力は上方ほど小さくなり、申請者らのこれまでの研究結果をもとにすれば、上記界面張力勾配により、水滴を上方に押し上げる力が作用する。その結果、微小重力のもとでも、水滴が上方に運動するものと解釈でき、上昇速度の粒子径、温度勾配依存性も上記研究結果から、定性的に説明可能である。しかし、蒸留水中のポリスチレンラテックス粒子の挙動等、より多くの種類の系に対して、微細異相粒子の挙動をより定量的に明らかにしていくためには、4.5秒程度の微小重力保持時間では不十分である。航空機実験を行った結果、微小重力が約20秒間得られる本法により、上記微細粒子の挙動のより精密な本質的解明の可能性のあることが明らかになった。

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (6件)

  • [文献書誌] Z.Wang,K.Mukai and Wei Lin: "The Force Acting on a Sphere Moving towards a Solidification Front due to an Interfacial Energy Gradient at the Sphere/Liquid Interface"ISIJ International. Vol.40,No.3. 308-310 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.Wang, K.Mukai and Wei Lin: "The Force Acting on a Sphere Moving towards a olidification Front due to an International Energy Gradient at the Sphere/Liquid Interface"ISIJ International. Vol.41 No.3. 308-310 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 瀬川英生,汪哲,向井楠宏: "液体中の気泡及び微細液体粒子の挙動に及ぼす界面張力勾配の影響"材料とプロセス. Vol.40・No.4. 969 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 瀬川英生,汪哲,向井楠宏: "微小重力環境下における液体中の液体微細粒子の挙動に及ぼす界面張力勾配の影響"材料とプロセス. Vol.41・No.1. 86 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Z.Wang,K.Mukai and I.J.Lee: "Behavior of Fine Bubbles in Front of the Solidifying Interface"ISIJ Intematinal. Vol.39・No.6. 553-562 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Z.Wang and K.Mukai: "Behavior of Bubbles in Front of a Solidifying Interface"Materials Science Forum. Vols.329-330. 139-144 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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