機械的振動の導入による微粉体の流動化・対流混合状態の制御と工学的応用
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20K05196
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
馬渡 佳秀 九州工業大学, 大学院工学研究院, 助教 (70380722)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | Fluidized bed / vibration / particle motion / 流動層 / 機械的振動 / 微粉体ハンドリング / 凝集体 / 対流現象 / 付着・凝集性微粒子 / 振動 / 微粒子 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，ガス流れと機械的な振動を併用し，振動の伝播によって凝集体を破壊し，ガス偏流の抑制と粒子対流現象（粒子混合）を誘導し，微粉体（凝集系）のハンドリング性を向上させる．外力（振動・ガス流速）による凝集状態とガス透過状態の変化を粉体層の圧力損失の変動特性から把握し，共存して発生する粒子対流状態との関係を明らかにする．得られた知見をもとに，粉体コーティングプロセスへの工学的応用を検証する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では微粉体層の振動場におけるガス流動化状態をより正確に予測もしくは評価する手法を構築することを目的の一つに挙げている。本年度では画像解析による粉体層のフローパターンの数値化による指標化と粉体層のガス透過時の圧力損失および平均空隙率の関係との対応関係を併せ，振動場とガス流れ場の併用による微粉体の流動化機構について検討した。
デジタルビデオカメラ等による挙動観察では，ガス通気量が小さい範囲ではおおむねガスチャネルが常在化する静的なフローパターンが得られたが，振動振幅の増加と共に徐々に連続的にガスチャネルが破壊再生する動的な流動状態に遷移することがわかった。このことは，画像解析による輝度値の標準偏差の時間変動特性からも十分に探索することが可能であることが確認できた。また，振動振幅が大きくなることで凝集体の破壊が進行する一方で，粉体層全体の振動伝播由来の圧密が同時に進行し，粉体層の流動化状態の活性化は静的なフローパターンに遷移することが可視化による観察結果から得られた。この結果は過去の研究代表者により部分的に見出された結果を再現しており，今回の画像解析による輝度値の変動特性による評価においても構造破壊を伴うことによる輝度値変動の程度が減少していることで示された。これらの成果により，層内のフローパターンの変化を定量的に表現・分類する手法提案の可能性が得られたが，ガス流れ・振動の併用場における諸現象の全体像を把握するために異なる粒子物性での検証が必要であることが示唆された。
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Report
(4 results)
Research Products
(17 results)
