流動する純水による高分子板の帯電特性および流動中の純水の挙動に関する研究

流动纯水对聚合物板的充电特性及流动纯水行为研究

• 批准号: 09750028
• 负责人: 西村 亮
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750028/
• 关键词: 帯電; 流動帯電; 水; 高分子; 電荷分布; 純水; 数値計算; 静電気

純水液滴表面が(空気中の)酸素のように電気陰性度が強い物質にふれている場合,液滴表面の水分子は酸素原子が外側を向いて電気双極子を形成していると考えられている.純水液滴中のイオンは,これによる電界の影響を受けて分布するが,その際,液滴全体での静電エネルギーが最小になるように分布すると考えられる.この考え方をもとにして,純水と高分子板との流動帯電現象を数値的に解明する研究を行った.純水液滴中の正および負の電荷量は,純水のイオン積,液滴の寸法,液滴の帯電量(実験値)から算出した.この電荷を液滴内に配置し,以下の知見を得た.(1) 純水が未帯電状態,もしくは帯電量が少ない状態:負電荷(OH^-)は液滴表面近傍に集中し,正電荷(H^+)はそれよりも内側に存在する.この場合,表面近傍の負電荷量は正電荷量を上回っている.液滴が高分子板を流下する際に「液滴表面近傍の部分」すなわち負に帯電した部分が高分子表面に付着すると考えられ,結果として高分子板は負に帯電する.(2) 純水がある程度正に帯電した状態:液滴内に蓄積された正電荷が増大すると,空気などの液滴外部の電気陰性度にうち勝ち,液滴表面のダイボールの配置に影響を及ぼすと考えられる.具体的には,正電荷に引かれて「内側」を向く水分子が出現すると考えられる.これにより,ダイポールによる電界は弱くなると考えられる.これを考慮した結果,液滴表面近傍に存在する正電荷が増加し,負電荷の量を上回った.この表面近傍部が高分子板に残ることにより,高分子表面が正に帯電する.上記のように,これまで実験的に知られていた純水と高分子の帯電現象(純水が正に帯電し,高分子板は上流部で負に,下流部で正に帯電する)を数値計算で導出した.高分子の種類,表面の状態,雰囲気による「外部電気陰性度」の影響を見積もることができれば,高分子板と純水の帯電現象を定量的に評価できると考えられる.

Pure water droplets surface acid element and negative degree of electricity and strong substances in the case of pollution, water molecules on the surface of the droplets acid element atom and the outer side of the formation of electricity bipolar. The distribution of electrostatic field in pure water droplets is affected by the electrostatic field, and the distribution of electrostatic field in all droplets is minimized. The study of pure water and polymer sheet flow and electric phenomena is carried out in this paper. The positive and negative charge in the pure water droplet is calculated from the product of pure water, the size of the droplet, and the charge of the droplet. The charge distribution in the droplet is described below. (1)Pure water is not charged, but there is a small amount of electricity: negative charge (OH^-) is concentrated near the surface of the droplet, and positive charge (H^+) is present inside. In this case, the negative charge near the surface is opposite to the positive charge. When the droplet flows down from the polymer plate, the "part near the droplet surface" has a negative charge on the polymer surface. (2)Pure water has a positive charge and a negative charge. The positive charge accumulated in the droplet increases. The negative charge outside the droplet increases. The configuration of the droplet surface affects the distribution of the positive charge. Specifically, the positive charge leads to the "inside" of the water molecule. The electric field is weak. As a result, positive charges increase and negative charges increase near the droplet surface. The polymer sheet near the surface of the polymer sheet remains in place. In the above note, the numerical calculation of pure water and polymer charge phenomenon (pure water positive charge, polymer plate upstream negative charge, downstream positive charge) is derived. The influence of polymer type, surface state, heat on "external electricity-negative degree" is integrated, and the influence of polymer plate and purified water on electricity-negative phenomenon is quantitatively evaluated.

项目成果

西村亮: "帯電した純水液滴内の電荷分布" 平成10年電気学会全国大会講演論文集. 分冊1. 22-22 (1998)

Ryo Nishimura：“带电纯水滴中的电荷分布”1998 年日本电气工程师学会全国会议论文集，第 1 卷 22-22（1998 年）。