| 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 / 放電 / 磁性流体 / 液体界面 / 浄化技術 / 洗浄技術 |
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| 研究実績の概要 |
交流電場を用いたケロシンベース磁性流体微粒化技術およびパルス放電による固体表面上の液滴除去技術の開発を目指して、交流電場下での磁性流体スパイクの振動現象および液糸・液滴射出挙動、さらに、パルス放電下で親疎水性面上での液滴蒸発除去挙動に関して、高速度可視化解析を詳細に行った。得られた結果は、以下になる。
１．５００Ｈｚの交流電場を印加した時、磁性流体スパイク界面は、印加周波数の２倍である倍調波の１０００Ｈｚで上下振動し、その振動振幅は印加電圧に伴い増大する。
２．ある限界電圧以上では、磁性流体スパイク先端から界面の流体力学的不安定性により液糸が射出し、さらに、液糸から微小液滴が分裂する挙動が高速度可視化解析により世界で初めて明らかにされた。
３．生成される液滴径は、印加電圧の増加に伴い増大するため、磁場強度に依存する限界電圧以上の電圧を印加することにより、微小液滴が生成され、新たな高速微粒化法の可能性が示された。これにより、磁性流体界面に吸着したナノ・マイクロダストも輸送でき、空気浄化システムの開発にも寄与できる。
４．親疎水性面上の液滴をパルス放電のジュール熱により除去する新規な技術を開発した。液滴が両電極に接触している場合の蒸発量が片側電極のみに接触している場合の蒸発量より大きく、蒸発割合は直線的に増加する。また、液滴蒸発時における放電現象の可視化解析と酸化力を有するＯＨラジカルの同定も行い、酸化による汚染液滴の浄化の可能性も示された。
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