Development of ultra-low frictional operational-methodology realized by levitating drops and its application to chemical reaction with high viscous fluids

• Project/Area Number: 25K08368
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
• Research Institution: Osaka Metropolitan University
• Principal Investigator: 増田 勇人 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90781815)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2026: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2025: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: Leidenfrost液滴 / 液滴衝突 / 液滴混合 / 液滴反応器 / 液滴動力学

Outline of Research at the Start

流体-固体壁間をコンタクトレスな状態で操作可能な技術として，高温過熱面上にて液滴が自身の蒸気膜に浮遊するライデンフロスト現象に着目した。本研究課題では，過熱面上で高粘性液滴同士あるいは高粘性液滴と低粘性液滴を衝突させ，合一時に起こる混合特性について，可視化実験と数値流体解析によって明らかにする。続いて，高粘性バイオポリマーの酵素分解を用いて，反応特性を検討する。そして，撹拌槽などの既存プロセスとのエネルギー効率の比較を行い，ライデンフロスト液滴反応器の設計・操作論の体系化に挑戦する。