2017 Fiscal Year Annual Research Report
Equivalent diameter and shape factor of non-spherical particles based on an evaluation of flowability
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15K06542
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
後藤 邦彰 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (20215487)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 粉体流動性 / 付着力 / 流体抵抗力 / 相対付着性指標 / 音叉式粘度計 / 見かけ粘度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
粒子同士が接触しながら移動する、供給や輸送、圧縮成形などの粉体単位操作において、非球形粒子で構成される粉体の流動挙動の予測に役立ち、機器設計・開発の定量的指標となる、粉体の流動のし易さ、いわゆる「流動性」の評価法の確立を目的とした。
そのために、非球形粒子の流動挙動を定量的に表し、かつ、流動中の粒子凝集構造変化が計測できる粒子数層での局所流動特性が測定できる試験装置（局所流動性評価装置と称す）を試作することとした。その試作した試験装置を用い、流動性の定量的評価指標の定義を試みた。
局所流動性評価方法として音叉式粘度計の適用を試みた。種々の粉体の測定の結果から、市販品である音叉式粘度計での粉体測定に対する問題点を明らかとし、粉体加振装置を追加することによりで、ナノオーダーから数十ミクロンの無機粒子および有機物粒子の見かけの流動抵抗が測定となることが明らかとなった。
また、粉体の流動抵抗と、粒子形状など粒子物性との関係を検討するために必要な粒子－固体壁間相互作用について、評価装置として円形噴出口と，噴出口と同軸の環状吸引口を持つノズルを用いた小型除去実験装置を構築した。この評価装置で、基準粒子を容易に入手できる球状粒子として球状シリカ粒子、平滑な基準面をほう珪酸ガラス板（スライドガラス）とした基準組み合わせ系での除去実験を行った。この基準組み合わせとの相対的な除去され易さ（＝除去率）を実験的に求めることで，Hamaker定数と分離距離の二乗の比で定義できる相対付着性指標により、粒子－固体壁間付着性が定量化できることを示した。この指標を用いると，付着性の違いを，見かけのHamaker定数の違い，または，付着状態付着状態の違いとして定量化できることを示した。
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