| 研究課題/領域番号 |
03402029
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
神山 新一 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80006171)
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| 研究分担者 |
小山 忠正 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (80006189)
西山 秀哉 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (20156128)
大久保 雅章 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (40223763)
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| キーワード | 磁性流体 / 気液二相流 / 磁場制御 / エネルギー変換 / 気泡 / 沸騰 / 圧力損失 |
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| 研究概要 |
まず、前年度からの基礎実験でえられた磁性流体気液二相流への磁場の影響について、さらに詳細な検討を行った。すなわち、磁場作用下でえられる管内圧力分布に対し、磁気力、浮力、慣性力、管摩擦損失および磁場による付加圧力損失の各成分の影響を分離して別々に求めうる理論解析法と実験手法を考案し、理論と実験の両面からの検討を行い、流体駆動力を増大するためには磁気力を効果的に利用することが重要であることを明らかにした。ついで、管路内に棒状ヒーターを挿入し、磁性流体の沸騰二相流の実現による熱エネルギーから流体の運動エネルギーヘの直接変換を行うシステムの確証試験を行った。その結果、適切な加熱量と磁場分布を与えることにより良好な流体駆動効果がえられることが明らかにされた。
なお、磁性流体は黒褐色の液体であり、内部の気泡の運動に及ぼす磁場の影響については通常の方法では観測できないため、十分な解明が行われていなかった。そこで、狭いすき間を有する長方形断面の流路を作成し、光学的計測法を活用し、単一気泡の運動ならびに磁性流体の凝集の様相を実験的にとらえ画像解析により磁場中での振舞いを明らかにした。また、数値解析の上からも気泡の挙動の解明を行った。
最後に、将来の導電性磁性流体のエネルギー変換システムへの応用の基礎研究として導電性磁性流体の気液二相流動特性への磁場への影響についても理論的考察を行った。
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