音場浮遊液滴の界面不安定性と微粒化挙動の発生メカニズムの実験的検討

摘要

音場浮遊法はホーン-リフレクタ間に形成される音響定在波を用いて非接触で流体を保持·制御する手法である．この浮遊法は，不均質核生成や容器壁面から不純物による汚染を防ぐことができる無容器プロセッシングとしての活用が期待されている．しかしながら，浮遊液滴は音響放射圧と液滴自身の自重による体積力との釣合いにより浮遊するため，液滴には並進運動や界面変形，微粒化現象などが発生する．特に液滴の並進運動とそれに密接に関わる復元力の発生メカニズムの解明は，液滴をテスト部内に留まらせるための保持力や浮遊安定性の向上につながる可能性がある．しかしながら，関連する実験的知見が乏しいのが現状である．本研究では，音場浮遊液滴に生じる微粒化を含む界面不安定性の発生機構を明らかにすることを目的としている．本報では浮遊試料の流体物性をパラメータとして浮遊液滴の動的挙動を実験的に評価，および得られた実験結果と既存の実験相関式を比較した結果を報告する．