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

基本信息

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

项目摘要

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.

在这项研究中，我们从准静态观察了包括卫星在内的液滴形成过程的行为，作为液滴控制的基础研究，可应用于包括稳定药物输注系统的开发在内的各个领域。当存在流动时，液滴形成出口形状对液滴形成的影响。主要研究了液滴质量、液体粘度、表面张力和流速之间的关系，并通过高速摄像机的行为观察讨论了卫星液滴的形成条件。主要结果如下。使用高速摄像机检测到主要液滴分离。观察到液滴形成的顺序，不仅在水条件下，液桥在保持自相似性的情况下形成卫星液滴，而且之后，在准条件下，从卫星液滴分离中形成更小的液滴。静态条件下，主液滴随表面张力的增加而变大。研究发现，随着液体粘度的增加，液桥变长，卫星液滴体积相应增大，并且流量-液滴质量曲线取决于出口内径与外径之比的可能性。演示了使用 STAR-CD 预测主要液滴的体积。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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）。