2020 年度研究成果報告書

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

研究課題

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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
キーワード	APOM顕微鏡 / スラグ流
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。
自由記述の分野	流体工学
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。