2000 Fiscal Year Annual Research Report
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10305018
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
福迫 尚一郎 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00001785)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川南 剛 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20281793)
山田 雅彦 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70230480)
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| Keywords | 流動層 / 媒体流動層 / 強制対流熱伝達 / 熱交換器 / 微細粒子 / 伝熱促進 |
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| Research Abstract |
流動層が有している高伝熱特性および伝熱制御特性を利用して微細粒子の超高速温度制御を行うための伝熱機構の学理解明を目的として,数値シミュレーションの解析モデルの構築,実験結果との比較検討,解析モデルによるパラメータサーベイ(流動層の諸元,伝熱体の諸元)を実施し,さらに,流動状態の定量化データに基づく最適流動条件の評価を行い,実用に際しての最適運用条件を見いだすとともに,本研究における数値シミュレーションを微細粒子の伝熱機構の検討に用いるための適用性や精度の検証を行った.
1.粒子の熱伝達過程の数値シミュレーション
流動空気および固体粒子(平均粒子径1.0mmおよび1.7mm)より形成される流動層内に吹き込まれた微細粒子(直径20μ〜70μ)が,流動空気・流動粒子・加熱面との接触において熱交換を行う過程に関して,剛体球モデルの弾性衝突モデルを用いた解析モデルを構築し,数値シミュレーションを行うことにより,ミクロスケールの伝熱機構を数値的に検討した.
2.流動状態と熱伝達特性の関係に関するミクロスケールレベルの検討
前年度までに実施した実験より得られた,流動状態の定量化データと熱伝達特性に関する結果を総合して検討を行い,微細粒子の高速温度制御に最も適切な流動状態が得られる条件(流動空気温度・流量,微細粒子供給量)および流動層の構造(加熱管配置,粒子吹き込み位置)に関して考察を行った.また,これらの結果に基づき,数値シミュレーションの結果の精度・適用性などに関して検証を行ない,本研究における数値シミュレーションが微細粒子を混入した媒体流動層における伝熱機構の解明に有用であることを見いだした.
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