固気混相流中に於ける熱伝達並びにエロ-ジョンと粒子クラスターとの関係

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650251
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 加藤 泰生 山口大学, 工学部, 助教授 (50152749)
• Keywords: 固気混相流 / 流動層 / エロ-ジョン / 粒子クラスター / 熱伝達 / 可視化 / 高速ビデオ / 画像解析

Research Abstract

循環流動層内粒子挙動とともに、熱伝達並びにエロ-ジョンと粒子クラスターとの関係を昨年に引き続き行った。流動は、主に2つの方法、いわゆる可視化法と、光ファイバープローブ法を使って、アプローチを行い解析を進めた。前者の可視化法として今回は空間フィルター法を用いた。その高速ビデオ画像をかなりの枚数処理することで画像解析の信頼性を確保するとともに粒子速度分布の測定を行い、光プローブ法との結果とを比較してその方法の妥当性を確認した。伝達に関しては、微細線を用いて、いわゆる粒子と同等径程度のオーダのものを使用し、伝熱に及ぼす粒子流動、粒子密度(粒子クラスターが含まれる)の影響を確認しながら伝熱機構を論じた。以下得られた結果を、列挙する。
・流動層内粒子速度はガス速度に依存しているが、ガス速度の増加割合には比例しない。いわゆる、ガス速度の増加とともにスリップ速度が増加することが確認された。
・空間フィルター画像解析法、可視化法及び光ファイバー・プローブ法の三種で粒子速度の局所の時・空間平均速度並びにその分布を実測した。三者の一致は良く、画像解析速度測定法が確立できた。
・粒子濃度と熱伝達には極めて重大な相関があるが、流れの領域(流動様式)によっては、粒子速度に依存する対流伝熱が支配的になる領域が存在する。この領域を希薄・高速領域と称する。
・粒子サイズと細線サイズの相対的大きさが伝熱機構に何らかの影響があることが確認された。伝熱のメカニズムを詳細に調べるためにはさらに粒子濃度あるいは流動様式との関連を勘案しながらミクロ領域での議論が必要である。

Research Products

• [Publications] 加藤 泰生: "循環流動層流路中央断面における粒子速度のSFM画像処理計測" 日本可視化情報学会誌. Vol.15. 89-92 (1995)
• [Publications] Y.Katoh: "Characteristics of heat transfer around 〜 horizontal thin wire in solid-air mixed flow" Proc.of 1995 ASME/JSME Thermal Engineering. 2. 471-476 (1995)
• [Publications] 加藤 泰生: "循環流動層内粒子挙動と熱伝達に関する研究" 山口大学工学部研究報告. 45-2. 15-20 (1995)
• [Publications] 加藤 泰生: "SFM法による画像処理計測混相流体内粒子速度分布計測への適用" 画像ラボ(日刊工業). 7. 22-24 (1996)
• [Publications] Y.Katoh: "Image Analysis with SFM for the Particle Velouty Distributions in a Circulating Fluidized Bed," Proc.of Asian Symposium,Visualization '96. (1996)
• [Publications] 加藤 泰生: "循環流動層内水平細線まわりの熱伝達特性について" 機械学会中四国九州連合講演会講演論文集. No.955-2. 155-156 (1995)