2004 Fiscal Year Annual Research Report
電界勾配力を利用する電気流体力学(EHD)ポンプの研究
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14550272
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| Research Institution | Hachinohe Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 正毅 八戸工業大学, 工学部, 教授 (30048194)
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| Keywords | 電気流体力学(EHD)ポンプ / 電界勾配力 / 高電界下の作動液の解離 / 解離電荷と電界の相互作用力 / EHDヒートパイプ |
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| Research Abstract |
(1)内直径が数μm〜数10μmの細管内で、リング対円盤電極によるEHDポンプ流れを高速度ビデオで撮影し、マイクロEHDポンプ流れの発生過程、構造、機構を明らかにすることに関して
標記のサイズの流路にリング対円盤電極から成るEHDポンプを取り付け、作動液R123の注入後、数kVの直流高電圧を印加して電界勾配力による流れ形成は、困難であることが分かった。リングに対する円盤サイズの比率が1以上で大きいほど電界勾配力は発現するが、円盤が流れを妨げてしまうからである。電界勾配力の利用は、作動液に真電荷注入無しで絶縁劣化防止のためであった。ところが、その後、作動液R123に高電界下の解離現象が明らかになり、外直径3mm、内直径1mm、太さ1mmのリング対リング電極を使ってもEHDポンプ流れを観測できた。分極電荷に換えて解離電荷と電界の相互作用力で流れが発生する。EHDポンプの微細化を図り、数μm〜数10μmサイズのポンプの前段階として、数百μmサイズのリング電極から成るEHDポンプを試作したが、比重、粒径が適切で液中に均一に分布する可視化微粒子がまだ見つからず、高速度ビデオによる流れ観測結果やレーザ流速計による流速データをまだ得ていない。
(2)マイクロEHDポンプの流量と印加電圧、電界との関係を明らかにすることに関して
標記の課題についても、(1)と同じ事情で結果を得ていない。しかしながら、直流高電界下でR123の解離による流れの振動現象を新たに観測した。また、数十mmサイズのリング対円盤電極によるEHDポンプは、円盤電極の直径がリングの2.5倍程度で管内に電界勾配力を発現できた。さらに、複数の針電極を使うイオンドラッグ型ポンプでは、今のところ再現性は低いが、印加電圧45kVで12kPaの高電気圧を得て、長距離大量熱輸送EHDヒートパイプに応用可能と分かった。
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