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3-D shape measurement of liquid film and gas bubble of slug flow in microchannels with axial plane optical microscopy

研究課題

研究課題/領域番号 18K13680
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分19010:流体工学関連
研究機関茨城大学

研究代表者

李 艶栄  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (20712821)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードAPOM顕微鏡 / スラグ流 / APOM / Slug flow / Two phase flow / Liquid film thickness / 顕微鏡システム / Liquid Film / Thickness
研究成果の概要

光軸に平行な深さ方向の画像が直接撮れるAxial Plane Optical Microscopy (APOM)システムを利用した顕微鏡システムを組んで、AxialとLateral Planeについて、ミラーの角度を変化させながら撮影を行った。また、それらの画像についてミラー角度の変化と取得画像の変化の関係について評価を行った。実験によって、Axial Plane 画像の撮影において、ミラーの角度と取得画像が比例的に変化をすることが確認できた。また、純水と5種類のシリコンオイルを用いて粘度および流量の変化によるマイクロ流路内スラグ長さの変化を測定し、マイクロ流路内の流動特性を定性的に評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

APOM システムを利用した光学顕微鏡で、ミラーの角度を変化させながら撮影を行った。取得画像についてミラー角度と取得画像の変化について評価を行った。実験によって、Axial Plane画像取得用のかめらの撮影において、ミラーの角度と取得画像が比例的に変化をすることが確認された。混相流については、T型マイクロ流路を用いた中空繊維状基材への応用の研究や、リチウムイオン高速抽出プロセスの開発などがされているが、気液、固液、固気混相流などの研究に比べると、液液二相流の研究事例はいまだ数が少なく、液液二相スラグ流のスラグ長さの予測やコントロールは重要な研究課題だと思われる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2019

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 微小流路内におけるスラグ流の可視化計測2021

    • 著者名/発表者名
      石川紀彰, 大部葵, 李艶栄, 稲垣照美, 染矢聡
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第27期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ペンダントドロップ法を用いた界面張力とその温度係数計測2021

    • 著者名/発表者名
      堀本北斗, 橋本宏紀, 染矢聡, 李艶栄, 稲垣照美
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第27期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 気液界面における伝熱・流動現象の赤外線サーモグラフィーとスペクトル解析2021

    • 著者名/発表者名
      西田竹広,稲垣照美,李艶栄
    • 学会等名
      化学工学会 第51回秋季大会 (2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 常磁性流体の熱物性評価2021

    • 著者名/発表者名
      土田玄太,李艶栄,稲垣照美
    • 学会等名
      化学工学会 第51回秋季大会 (2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 光軸に平行な深さ方向の画像が直接撮れる光学顕微鏡システム の研究開発2019

    • 著者名/発表者名
      土田玄太、李艶栄、稲垣照美
    • 学会等名
      日本機械学会 第27回茨城講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantitative flow visualization for micro-scale flow field based on quantum dots2019

    • 著者名/発表者名
      Yanrong LI, Satoshi SOMEYA, Terumi INAGAKI
    • 学会等名
      The 12th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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