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液体を直接通電加熱した場合の発生気泡と液体の挙動に関する研究

电流直接加热液体时气泡与液体行为研究

基本信息

批准号：
08650262
负责人：
吉田駿
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

導電性インクを直接通電加熱し,発生する気泡の体積膨張を利用してインクをノズルから射出させ印字するという方式のインクジェットプリンタを開発するために,種々の形状の微小空間内で加熱した液体中における気泡の成長と崩壊およびそれに伴う液体の挙動について理論解析と実験を行い,以下の結果を得た。1.任意形状の自由界面を含む流れの数値解析に用いられているVOF(Volume of Fluid)法を,気液の相変化を伴い,しかも気液界面温度が時間とともに大きく変化する場合に適用できるように修正するとともに,その方法の妥当性を確かめた。2.障壁によって制限された空間内では気泡は極めて複雑な形状をとって成長し崩壊するので,解析は三次元で行わねばならないが,この場合に上述の修正したVOF法を適用して精度良い計算を行うためには,細かい格子分割が必要であり,極めて長い計算時間を要する。そこで,計算時間を短縮するために,比較的少ない格子数でも十分精度良く計算できる簡易計算方法を考案した。この簡易計算方法は,格子分割が不十分な場合には気液界面温度の見積もり精度が悪くことに着目して,エネルギー式を解くことを他の方法で代替したものである。3.圧力室,インク射出用ノズルおよびインク供給流路を備えた試作プリンタヘッドを用いて実験および上述の数値解析を行い,発泡開始時間と気泡の寿命およびインクの射出速度と射出量の各計算値が測定値と良く一致することを確認した。更に,このような微小な制限空間内で発生する気泡は,障壁のない広い空間の場合の1/2程度の体積になること,インク射出速度と射出量は主としてノズルの口径によって決まることなどを明らかにした。

Electrical conductivity can be directly heated by electricity, and the volume expansion of the bubble can be utilized by using it.ノズルからejectorさせ字するという法のインクジェットプリンタを开発するために, kind of 々のshaped in a small space, heated in the liquid, における気のgrowth and collapse 壊おTheoretical analysis of the liquid movement and the following results are obtained. 1. The free interface of any shape contains the flow of data and the analysis of the numerical values uses the VOF (Volume of Fluid) method を, 気 liquid phase change を companion い, しか気気 interface temperature が time とともに大きくThe appropriateness of the corrected method is correct for the situation where it has been changed. 2. The barrier is a barrier that limits the space and creates bubbles in the space.とってgrowthしcollapse壊するので,ANALYSISは三dimensionalで行わねばならないが,こIn this case, the correction of the above-mentioned VOF method is applicable, the calculation is fine, the calculation is fine, the grid division is fine, and the calculation time is extremely long.そこで, the calculation time is shortened するために, the number of grids is relatively small and the accuracy is very good く calculation できる the simple calculation method した. This is a simple calculation method, and the grid division is not very accurate when the temperature of the liquid interface is not very high.悪くことに出目して,エネルギー式を解くことをhis のmethodで instead of したものである. 3. The pressure chamber and the injection pipe supply flow path are prepared Analysis of the above numerical value using いて実験およびThe starting time of the bubble, the life of the bubble, the injection speed and the injection volume are all calculated, and the measured values are consistent, and the results are confirmed. Change the size of the bubble in the small restricted space, and the volume of 1/2 degree in the barrier space.になること,インクejaculation speed and injection volumeは主としてノズルのcaliber によってdeterminationまることなどを明らかにした.