1997 Fiscal Year Annual Research Report
任意の重力環境における流動層内流動状態の観察とゲルダートマップの検証
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09650818
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 睦 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30005300)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野中 利之 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50237856)
山下 善之 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60200698)
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| Keywords | 流動層 / 高重力 / 低重力 / ゲルダートマップ / 最小流動化速度 |
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| Research Abstract |
1.固気流動層装置の作製および流動状態の観察
コールドモデルとして、アクリル製の二次元流動層を作製した。球形粒子として、ガラスビーズ、ジルコニア球、発泡スチロール球などを使用した。なお、流動化用ガスは窒素とした。研究室所蔵の速度制御型落下塔および回転式高重力発生装置に流動層を搭載し、様々な重力環境における流動挙動として流量-圧力損失の関係を調べ、流動状態をCCDカメラを用いてビデオ観察した。
2.任意の重力下におけるA,B粒子の挙動把握
流量-圧力損失の関係、流動状態観察より、それぞれ最小流動化速度、最小気泡流動化速度を求めた。通常重力下におけるゲルダートマップでA粒子に分類される発泡スチロール球が高力量下になるとB粒子の流動層の挙動を示すことが分かった。一方、通常重力下でB粒子に分類されるガラスビーズやジルコニア球は、高重力環境下では噴流層に似た流れとなり、D粒子的な挙動を示した。また、地上重力下で提案されたWen-Yu式を低重力、高重力環境に拡張して最小流動化速度を予測したところ、実験値と良好に一致することが分かった。
3.ゲルダートマップの検証
ガラスビーズやジルコニア球の粒径を変えて流動化実験を行なったが同様の結果を示した。また、重力環境の違いをみかけの密度差として取り扱い、ゲルダードマップにプロットしてみたところ、固気流動層に関して任意の重力環境にほぼ拡張できることが分かった。
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