Driving Characteristics of a Mini Magnetically

Driving Characteristics of a Mini Magnetically-driven
Heat Transport Device using Magnetic Fluid
感温性磁性流体とは
磁性流体の中でも，常温域での温度上昇に伴い磁化が
著しく減少する性質（感温磁化特性）を持つ．
実験装置
 実験装置
0.04
796[kA/m]
1592[kA/m]
2388[kA/m]
3184[kA/m]
3980[kA/m]
Magnetization M [T]
0.03
0.02
Experimental Conditions
Inlet
temperature
of
driven-region
Heating position
Outside wall temperature
of heating pipe
Total length of the tube
Diameter of the tube
0.01
Magnetic fluid
0
300
350
400
Temperature T [K]
450
Temperature dependent magnetization of
TS-50K at magnetic field intensity
(Courtesy of Taihokohzai CO., LTD.)
Advantages:
 No pump
 No maintenance
 Miniaturization
307 [K]
-16 - 16 [mm]
333 and 373 [K]
700 [mm]
1.54 [mm]
 磁場分布
Cylinder type of Neodymium magnet
Orientation of
magnetic body force:
Distribution of magnetic field
駆動原理
 非共沸混合磁性流体
＋
低沸点溶液
n-Hexane(C6H14) 20 wt.%
結果および考察
1000
Q [l/min]
感温性磁性流体
（TS-50K）
2000
0
0
1000
 T  T0 
 H
M   0  1   1 
 Tc  T0 
0
-20
-10
0
c [mm]
10
20
20
500
0
Magnetic ejection effect on gas-bubbles
駆動力は，流れ方向正に働く磁気体積力と負に働く磁気体積
力の差によって得られる．
作動流体に非共沸混合磁性流体を用いた磁気駆動式
熱輸送デバイスを小型化し，新たに作成したデバイス
の性能を実験的に調査する．
15
0
Flow rate with respect to heating start position
T : fluid temperature [K]
T0 : reference temperature [K]
Tc : Curie temperature [K]
目的
10
t [s]
1000
Q [l/min]
 磁気体積力
f  M  H
 0 : space permeability [H/m]
 : magnetic permeability [-]
 : void fraction [-]
5
(a) TW = 333 [K]
(Liquid single-phase flow)
Q [l/min]
・磁性流体の母液よりも低沸点である．
・磁性流体を変質（粒子の凝集・沈降など）させること
なく混合が可能である．
・化学的に安定である．
500
Tw =333 K
Tw =373 K
5
10
15
20
t [s]
(b) TW = 373 [K]
(Gas-liquid two-phase flow)
Time flow rate fluctuation at c = -16 [mm]
感温磁化特性および気泡発生
による空間平均的な磁化が低
下し磁気体積力が減少するた
め，加熱開始位置が0 mmのと
き流量は最大に達する．気液
二相流において，沸騰気泡が
磁気体積力に起因する圧力分
布の極小点にトラップされるた
め，流量が周期的に振動する
流れとなる．
概要
 流量は入熱および加熱位置により制御可能である．
 これらの結果は，非共沸混合磁性流体を用いた磁気駆動式熱輸送デ
バイスの実現可能性を示している．
 気液二相流において，流量が周期的に振動する流れとなる．

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