超音波定在波音場の形成条件による懸濁粒子の挙動変化

Abstract

超音波定在波を利用した気相中の粒子挙動制御に関し，粒子挙動を実験で確認すると共に計算を行い，計算の妥当性の確認を行った.実験とシミュレーションにおいて超音波振動による板間に生ずる定在波音場が同様の結果が得られた．しかし，水平な流路に定在波音場を形成し，粒子挙動を調べた結果，実験，シミュレーションともに重力が支配的となり音圧を2 kPa程度まで高めないと挙動に変化が現れなかった．そこで，主流方向と重力方向を同一とし，音圧による挙動変化を調べた．その結果，500 μmの発砲スチロールは節の位置に移動したが，8，57 μm程度の白色溶融アルミナでは音圧により節に集めることが難しいことも明らかとなった．また空気中を懸濁する微小粒子は音圧分布により生ずる音響流の影響を受けること，振動モードを変えることで音圧を高めなくても粒子挙動を制御できることも示された．