医療用輸液システムにおける流動特性とポンプ性能評価に関する研究

医用输液系统流动特性及泵性能评价研究

• 批准号: 13750150
• 负责人: 佐藤 光太郎
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Kogakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750150/
• 关键词: 液滴; 表面張力; 高速度撮影; 流れの可視化; 医用ポンプ

本研究では,安定した薬液の輸液システム開発をはじめ様々な分野で応用可能な液滴制御の基礎的研究として,準静的な状態からのサテライトを含む液滴形成過程の挙動を観察されたとともに,流れがある場合の液滴形成に及ぼす液滴形成部出口形状の影響について調べられた.主として液滴質量と液体の粘性及び表面張力,流量の関係が調べられ,また高速度ビデオカメラ撮影による挙動観察からサテライト液滴の形成条件についても議論された.主な結果として次のことが明らかとなった.高速度ビデオカメラにより主液滴分離の瞬間の前後のみならず,液滴形成の一連の様子が観察された.水の条件ではリキッドブリッジは自己相似を保ちながらサテライト液滴を形成するが,その後,サテライト液滴からさらに小さな液滴が分離すること,準静的条件下では主液滴は表面張力に比例して大きくなること,液体の粘性が大きくなるにつれリキッドブリッジは長くなり,それに伴ってサテライト液滴体積も大きくなること,流量-液滴質量曲線は出口内径と外形の比に依存することがわかった.さらにSTAR-CDによる主液滴の体積予測の可能性を示された.

This study is aimed at studying the basis of droplet control in the steady state of liquid infusion and the influence of droplet formation on droplet formation and droplet formation exit shape in the quasi-static state. The relationship between droplet mass, viscosity and surface tension of liquid and flow rate is discussed. The main result is the second time. High velocity drop separation occurs at different times before and after the separation of the main droplet, and the continuous process of droplet formation is observed. The conditions of water are similar to each other, and the droplets are formed. After that, the droplets are separated and the droplets are separated. Under quasi-static conditions, the surface tension ratio of the main droplet is large, and the viscosity of the liquid is large. The flow-drop mass curve depends on the ratio of the outlet diameter to the shape. The possibility of predicting the volume of the main droplet in STAR-CD is shown.

项目成果

和田健太郎, 伊藤正博, 廣瀬智水, 佐藤光太郎, 横田和彦, 伊藤基之: "回転円柱を用いた粘性マイクロポンプモデルの性能と流れに関する実験及び数値シミュレーション"日本機械学会東海支部第52期総会講演会講演論文集. No.033-1. 109-110 (2003)

Kentaro Wada、Masahiro Ito、Tomomizu Hirose、Kotaro Sato、Kazuhiko Yokota、Motoyuki Ito：“使用旋转气缸的粘性微型泵模型的性能和流动的实验和数值模拟”在东海分会第 52 届会员大会上的演讲日本机械工程师学会会议记录第 033-1 号（2003 年）。

K.Sato, M.Tanada, S.Monden, Y.Tsujimoto: "Observations of Oscillating Cavitation on a Flat Plate Hydrofoil"Fourth International Symposium on Cavitation, Proceedings. Web Site. (2001)

K.Sato、M.Tanada、S.Monden、Y.Tsujimoto：“平板水翼上振荡空化的观察”第四届国际空化研讨会论文集。

橋本篤志, 渡邊聡, 浅川大輝, 佐藤光太郎, 辻本良信: "振動翼に生じるキャビテーションの非定常特性"日本機械学会論文集 (B編). Vol.67,No654. 391-397 (2001)

Atsushi Hashimoto、Satoshi Watanabe、Daiki Asakawa、Kotaro Sato、Yoshinobu Tsujimoto：《振动叶片中发生的空化的不稳定特性》日本机械工程学会会刊（B 版）第 67 卷第 654 期。 -397 (2001)

廣瀬智水, 佐藤光太郎, 古屋興二: "液滴形成に及ぼす出口速度分布の影響"日本機械学会2002年年次大会論文集. Vol.III. 259-260 (2002)

Tomomizu Hirose、Kotaro Sato、Koji Furuya：“出口速度分布对液滴形成的影响”日本机械工程师学会 2002 年年会论文集，第 259-260 卷（2002 年）。