| 研究課題/領域番号 |
26630045
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
西山 秀哉 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20156128)
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| 研究分担者 |
高奈 秀匡 東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (40375118)
上原 聡司 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (70742394)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 機能性流体 / 流体工学 / プラズマ流 / 磁性流体 / 環境技術 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、革新的な環境浄化デバイスの開発に向けて、磁性流体を用いた放電装置の開発および現象の解明を行っている。以下に本年度得られた結果を示す。
１．磁性流体スパイクと平板電極間に交流高電圧を印加することで、磁性流体スパイクの先端から放電に成功した。放電の安定性は、磁性流体の性質に依存することが明らかにされ、水磁性流体を用いた際に最も安定した放電が確認された。
２．発生した放電現象の環境浄化デバイスへの応用を評価するため、有害物質分解に有用なオゾン発生量を計測した。印加する電圧および周波数を変化させ、最適値となる作動パラメータを明らかにした。得られたオゾン発生量を投入エネルギーに対する効率として評価すると、先行研究に比べ低い値を示した。しかしながら、放電現象に伴うスパイク界面の流動現象を可視化計測し、投入エネルギーがスパイク振動に消費されていることを明らかにしており、オゾン発生効率はさらに向上させられる可能性も示した。
３．微粒子搬送として、革新的な環境浄化デバイスとして応用できる磁性流体スパイク先端からの液滴噴出挙動を可視化解析した。ハイスピードカメラを用いて磁性流体噴出の高速現象を捉え、磁性流体スパイク先端から磁性流体の液糸が進展し、直径40μmほどの微小液滴に分裂することを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
詳細な可視化解析により、電磁場下で平板と磁性流体スパイク間で放電によるオゾン生成と液滴射出現象を世界で初めて検証したので。
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| 今後の研究の推進方策 |
磁性流体スパイクでの放電と界面での静電流動を表すモデル構築のため、多面的な実験解析を展開する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
消耗品の使用が思ったよりも少なく、成果発表のための旅費の支出が少なかったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究調査および得られた研究成果を国内外で活発に発表する予定である。
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