防錆油で付着した異物をエアーで吹き飛ばす流速計算

Question

以前、こちらでお世話になりとても参考になる情報を頂いたものです
https://okwave.jp/qa/q9864151.html?f=mail_answernew#answers
また教えて頂きたく質問させて頂きます。

吸引機で大きさ縦3㎜×横２㎜×高1㎜の小さいアルミの異物を吸引したい（アルミ比重2.7）
前回との違いは、その異物は錆止めでうっすら付着した防錆油で付着している状態である
その時のアルミが吸引機に吸い込まれていくためのアルミにあたる流速を求めたいです
素人にイメージで分かる簡単な計算式で教えて頂きたくよろしくお願いします。

Accepted Answer

＞真上に引っ張る力？押す力？片側からはがす力？難しいですね。
→ご指摘の通り難しいと思います。
小さなアルミ片の場合、油による付着力が重力による摩擦力に比べて桁違いに大きいことをお伝えできればと思い、力の加わる方向については曖昧に扱ったことをご勘弁ください。
油による付着力と横方向にずらすことで引きはがす状態を想定したせん断力について、分りやすく信頼できる文献があればいいのですが、このサイトの読者のご協力を期待したいと思います。

Answer

ブロックゲージをリンキングした際の付着力については、次の文献によれば60 kgf/cm2に及ぶ例があるようです。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjspe1933/37/438/37_438_509/_pdf

前のご質問に対する回答で、縦3㎜×横２㎜×高1㎜のアルミ片を滑動させるために必要な力は、57 μNと見積もっています。
＞縦3㎜×横２㎜×高1㎜のアルミ片の質量は、16 mg＝16E-3 kgほどです。
＞アルミ片が水平な鋼板の上に落ちていると仮定して、滑動させるには
＞摩擦力に打ち勝つ水平力を加える必要があります。
＞摩擦係数を0.36と見積もれば、滑動させるのに必要な力Fは、
＞F＝16E-3 kg×9.8 m/s^2×0.36＝57 μN

これに対して、油による付着力を最大限に見積もれば、
60 kgf/cm2＝588 N/cm2＝5.88 N/mm2 なので、
接地面：縦3㎜×横２㎜＝接地面積：6 mm2の油による付着力は、
5.88 N/mm2 ×6 mm2≒35 Nに及ぶ可能性があります。

油による付着力を考慮しない場合の60万倍に及ぶ可能性があるという結果になりました。
風速で引きはがすには、付着してない場合の780倍もの風速が必要という計算結果で、このような極端な数値を鵜呑みにするわけにはいきません。

現実のアルミ片は、ブロックゲージのような平面ではありませんから、上記のような極端な結果になるとは思われませんが、平面度や油の粘度、その他条件によって粘着度は大きく変化するものと想定されるので、簡単な式で表すことは難しそうです。
実験的に所要の流速を求めることが現実的と思います。

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