• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

横揺れ運動を受ける循環流動層における粒子挙動のリアルタイム可視化計測

Research Project

Project/Area Number 13F03057
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

武居 昌宏  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90277385)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ZHAO Tong  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
ZHAO Tong  千葉大学, 大学院工学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords舶用排熱回収システム / 循環流動層 / 固気二相流 / 船体動揺 / 電気キャパシタンストモグラフィー / 熱伝達率
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、循環流動層の高い伝熱性能、反応性に注目して船舶に適用し、舶用の排熱回収システムを開発するため、流動層ライザー部の固気混相流動に及ぼす船体動揺の影響が明らかにすることを目的とする。平成26年度では前年度構築した流体流動と粒子の相互作用を検討することのできるCFD-DEMモデルの検証および循環流動層ライザー部の固気混相流れ場の3次元数値解析を実施した。また、ライザー壁面の熱伝達率に及ぼす船体動揺の影響を検討した。
CFD-DEMモデルの検証については、計算負荷を緩和するため、計算体系は2次元とすると共に、横揺れ運動の効果を分離し、先ず定傾斜状態におけるライザー部固気混相流についてシミュレーションを実施した。このとき、傾斜角をパラメータとして計算し、計算結果を実験結果と比較することによって計算手法の妥当性を検証した。
循環流動層ライザー部の固気混相流れ場の3次元数値解析については、計算体系を3次元に拡張して3次元CFD-DEMカップリングモデルを構築し、横揺れ運動状態におけるライザー部固気混相流について横揺れ振幅、周期、粒子径、空塔速度をパラメータとしてシミュレーションを実施し、得られたボイド率分布・粒子速度分布・気相速度分布結果と実験で計測した結果を比較し、横揺れ運動が粒子循環量に及ぼす影響について定量的に評価した。
ライザー壁面の熱伝達率については熱伝達率向上の要因として考えられる壁面近傍のクラスターの特徴に着目し,横揺れ運動状態におけるライザー壁面近傍の粒子降下速度をPIVにより計測した。そして、搖動によって誘導された粒子クラスターの特徴変更は考慮され、壁面伝熱係数の予測モデルを提案し、伝熱実験の結果と定量的比較した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Investigation of bed-to-wall heat transfer characteristics in a rolling circulating fluidized bed2015

    • Author(s)
      Tong ZHAO, Kai Liu, Hiroyuki Murata, Kazuyoshi Harumi, Masahiro Takei
    • Journal Title

      Powder Technology

      Volume: 269 Pages: 46-54

    • DOI

      10.1016/j.powtec.2014.08.068

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Investigation of the dispersion behavior of inertial particles within2015

    • Author(s)
      Tong Zhao, Zhilong Wang, Masahiro Takei, Kai Liu, Yahui Cui
    • Journal Title

      Journal of Applied Fluid Mechanics

      Volume: 8 Pages: 103-112

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Experimental and numerical investigation of particle distribution behaviors in a rolling circulating fluidized bed2014

    • Author(s)
      Tong Zhao, Kai Liu, Hiroyuki Murata, Kazuyoshi Harumi, Masahiro Takei
    • Journal Title

      Powder Technology

      Volume: 258 Pages: 38-48

    • DOI

      10.1016/j.powtec.2014.03.023

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of rolling angular velocity on particle distribution in a rolling circulating fluidized bed2014

    • Author(s)
      Tong Zhao, Kai Liu, Hiroyuki Murata, Yuki Nakamura, Masahiro Takei
    • Organizer
      16th International Symposium on Flow Visualization
    • Place of Presentation
      Okinawa, Japan
    • Year and Date
      2014-06-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation of heat transfer coefficient in rolling fluidized beds based on cluster renewal method2014

    • Author(s)
      Tong Zhao, Masahiro Takei
    • Organizer
      7th World Congress on Particle Technology
    • Place of Presentation
      Beijing, P.R. China
    • Year and Date
      2014-05-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Particle descending velocity near the wall of rolling Circulating Fluidized Bed2013

    • Author(s)
      Tong Zhao
    • Organizer
      8th international Symposium on Measurement Techniques for Multiphase Flows
    • Place of Presentation
      Guangzhou, P.R. China
    • Year and Date
      2013-12-15
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental investigation of the particle descending velocity near the wall of a swinging circulating fluidized bed2013

    • Author(s)
      Tong Zhao
    • Organizer
      9th UK-Japan Seminar on Multi-Phase Flows
    • Place of Presentation
      Uxbridge, Middlesex, UK
    • Year and Date
      2013-09-18
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Stokes effect on particle distribution in a circulating fluidized bed under swing motion2013

    • Author(s)
      Tong Zhao
    • Organizer
      7th World Congress on Industrial Process Tomography
    • Place of Presentation
      Krakow, Poland
    • Year and Date
      2013-09-05
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 動揺を伴う循環流動層における粒子挙動の可視化計測とシミュレーション2013

    • Author(s)
      趙 桐
    • Organizer
      日本混相流学会 混相流シンポジウム2013
    • Place of Presentation
      信州大学 長野県
    • Year and Date
      2013-08-09
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] 千葉大学武居研究室ホームページ

    • URL

      http://www.em.eng.chiba-u.jp/~takei/top.htm

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi