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Development of micro fluidized bed

Research Project

Project/Area Number 18K03961
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 19010:Fluid engineering-related
Research InstitutionSasebo National College of Technology

Principal Investigator

Johno Yuuki  佐世保工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (80353233)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 長田 秀夫  佐世保工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (70221463)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords流動層 / マイクロリアクター / 粒子 / 数値シミュレーション / 離散要素法 / 流動化特性 / DEM / マイクロ流路 / 固定層
Outline of Final Research Achievements

This is a study on the development of micro fluidized beds. Flow state and flow properties were measured using PIV in a small fluidized bed apparatus. It was found that viscosity was strongly influenced by the smaller size of the fluidized bed. It was inferred that the transport of particles above the particle bed was due to the effect of the velocity distribution formed after passing through the particle bed. Numerical simulations of particles and fluids using Open Foam were performed, and it was confirmed that fluidization conditions similar to those in the experiment were obtained. The simulation results numerically confirmed the formation of the flow velocity distribution predicted in the experiment. In the measurement and evaluation of the reaction rate using the micro device, the temperature dependence of the reaction rate was evaluated using the toluene combustion reaction with an alumina-supported platinum catalyst.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本予算ではマイクロ流動層の開発を目的として基礎データの取得や現象の解明に取り組んだ。本予算で導入したPIVシステムでの可視化計測によりマイクロ流動層の流動状態が明らかになり、実験的に評価が難しい部分については数値シミュレーションから流動特性の評価を行った。また、それらの流動状態を踏まえて反応率についての評価を実施した。本研究から今後進展していくと予想されるマイクロリアクターでの粒子プロセスに関する知見を得ることができたと考える。これらの知見から、マイクロプロセスでの粒子ハンドリングに関する課題の解決が進み、省エネルギーでのマイクロプロセスやプロセスの自動化が進むと予想される。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Application of Logistic Regression Analysis to Combustion of Toluene over γ-Alumina-supported Platinum Catalyst2021

    • Author(s)
      NAGATA Hideo、IZUMI Sakiho、YAMASHITA Rina、JOHNO Yuki
    • Journal Title

      Journal of the Japan Petroleum Institute

      Volume: 64 Issue: 6 Pages: 340-343

    • DOI

      10.1627/jpi.64.340

    • NAID

      130008110361

    • ISSN
      1346-8804, 1349-273X
    • Year and Date
      2021-11-01
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] マイクロ流動層の流動化特性に関する研究2021

    • Author(s)
      ジョーンス ジェームス, 前田 泰佑, 津留崎 優斗, 濵田 裕康, 城野 祐生
    • Organizer
      第23回化学工学会学生発表会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Research Regarding the Application of Fluidized Beds in Micro-Reactors2020

    • Author(s)
      James Earl JONES, Yuuki JOHNO, Yasuhiko TANAKA, Tadashi OKOBIRA, Kenji NAKASHIMA and Fuminori MATSUYAMA
    • Organizer
      30th Annual Meeting of MRS-Japan 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] γ-アルミナ担持白金触媒によるトルエンの燃焼反応に対するロジスティック関数の適用2020

    • Author(s)
      長田秀夫, 出水咲帆, 山下莉奈, 城野祐生
    • Organizer
      触媒学会第126回触媒討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 水蒸気蓄積量で評価した付着性と流動化特性に関する研究2019

    • Author(s)
      荒木泰成, 城野祐生
    • Organizer
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 石膏粒子の堆積抑制に関する研究2019

    • Author(s)
      山本竜也, 城野祐生
    • Organizer
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 石膏汚泥の堆積抑制に関する研究2018

    • Author(s)
      城野祐生, 山本竜也, 藤瀬空, 山本健太, 中島賢治, 松山史憲
    • Organizer
      粉体工学会 2018年度第2回西日本談話会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] DEMを用いた液架橋付着を有する粉体流動の数値シミュレーション2018

    • Author(s)
      城野祐生, 森田翔, 飯星伶奈
    • Organizer
      化学工学会九州支部第5回九州地区大学-高専若手研究者研究・教育セミナー
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 水蒸気蓄積量で評価した粒子付着性と流動化特性に関する研究2018

    • Author(s)
      荒木泰成, 藤永嵩規, 城野祐生
    • Organizer
      化学工学会九州支部第5回九州地区大学-高専若手研究者研究・教育セミナー
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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