流動層内水平円管周りの粒子挙動と熱伝達特性に及ぼす粒子間付着力の影響

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650213
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 宮本 政英 山口大学, 工学部, 教授 (20035059)
• Keywords: 流動層 / 熱伝達 / アグロメレーション / 安息角 / 粒子間付着力

Research Abstract

1. 雰囲気の相対湿度を自由に制御できるチャンバーを製作し、このチャンバー内に購入したパウダーテスター設置し、雰囲気の湿度を自由に変えながら粉粒体特性を計測できるシステムを整えた。
2. 上記システムにより実験に用いる粒子(平均粒子径1.0,0.42及び0.2mmの3種類のガラスビーズ)の粉粒体物性値(安息角、崩壊角、ゆるめ見かけ比重など)を測定した。いずれの粒子も雰囲気の相対湿度が約60%以下では物性値はほとんど変化しないが、60%を越えると液架橋の形成により粉粒体物性値が変化し、安息角は増加する。
3. 上記の粒子について、流動層のコールドモデルを用いて層内水平伝熱管周りの粒子挙動と熱伝達率の測定を行った。流動化空気の相対湿度を変えることによって粒子間付着力を制御した。先ず、粒子間付着力の影響を受けない相対湿度の範囲で、流動層内伝熱管周りの粒子挙動と熱伝達率の同時測定を行い、両者の関係を詳細に調べた。測定結果より、平均粒子径の相違が、管周りの粒子挙動と熱伝達特性に与える影響を明らかにし、平均粒子径の相違により管周上の伝熱増進のメカニズムが異なることを明らかにした。
4. 平均粒子径0.42mmの粒子については、流動化空気の相対湿度を30〜80%変化させて管周上の平均熱伝達率を実測し、相対湿度(粒子間付着力)と平均熱伝達率の関係を明らかにした。
5. ガラスビーズ粒子をアルカリ液で洗浄し、表面性状を変化させ粉粒体特性を変えることも今後の新たな課題として考えている。

Research Products

• [Publications] イルハン F: "流動層内の水平円管周りの粒子挙動と熱伝達特性(粒子径の影響)" 第35回日本伝熱シンポジウム. 2. 459-460 (1998)
• [Publications] M.Miyamoto: "The Effects of Inter-Particle Force on Heat Transfer around Horizontal Tube in a Fluidized Bed" Heat Transfer 1998,Proceedings of 11th IHTC. 5. 217-222 (1998)
• [Publications] 宮本 政英: "流動層内水平円管上の粒子挙動と熱伝達特性(粒子間付着力の影響)" 日本機械学会動力エネルギーシステム部門流動層燃焼炉の熱流動制御に関する研究会話題. (1998)
• [Publications] イルハン F: "流動層内の水平円管周りの粒子挙動と熱伝達特性(粒子径の影響)" 日本機械学会論文集B編. 65,630. (1999)