進行磁場における磁性流体の流れの光ファイバ・半導体レ-ザ流速計による計測

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本研究は磁性流体が不透明とはいえ微小距離でわずかながらも透明度を有することに着目し,磁性流体に吸収されにくい長波長の出力1Wクラスのレ-ザ光をレ-ザ-ダイオ-ド素子により形成し,それを光ファイバ-で測定点まで導き,磁性流体の流れの速度分布を測るための新方式の局所流速計を開発し,リニアモ-タ-によって形成される進行磁場内での特異な流れ場を計測することを主な目的としている.黒色不透明な磁性流体中に流出させた微粒子の速度を測定することにより,局所流速を測る新しい流速計を開発し,さらにその校正と改良を行い,新規の流速測定法としては比較的高い性能を得ることができた.すなわち,この流速計を用いて,進行磁場により誘起されるオ-プン・チャネル内における磁性流体の流れを磁場印加部において測定した.併せて表面浮遊法で表面流速を測定し計算値と比較した.誘起される流れは進行磁場の進行方向とは逆向きであり,内部の流速分は上に凸の形となり表面付近の流速は大きく,一般的な粘性流体層流の放物線状の分布とは異なる.また,流速は磁場が強くなるに従い増加し,磁場の周波数に対してほぼ比例し,解析結果と同様の傾向をもつことがわかった.しかし,流速,速度こう配ともに流速の実験値は計算値に比べて大きくなる.流路底部では,磁性流体の見掛けの密度増加によるトレ-サ-粒子の浮上が非常に激しいために測定は因難であり,定量的な測定結果を得ることはできなかった.さらに精度の良い測定結果を得るためには,光ファイバ-のプロ-ブ付近の流れの検討,トレ-サ粒子の選択,測定時間の短縮などが重要な検討事項となる.