2006 Fiscal Year Annual Research Report
水平管内空気輸送におけるサルテーション速度に関する研究
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17560164
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| Research Institution | Kurume Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田代 博之 久留米工業大学, 工学部, 教授 (80122836)
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| Keywords | 流体工学 / 固気二相流 / 管内流 / 数値解析 / サルテーション速度 / 最適輸送流速 |
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| Research Abstract |
空気輸送システムの設計や運転において最も重要な最適輸送流速を単一粒子を輸送した場合の粒子の流動様式から容易に予測できるようにすることを目的としている.平成17年度の実験管路には不具合が生じていたため先ず管路を再整備し測定データ点を増やした再実験を行い改めて以下の結果が得られた.
(1)高速ビデオの粒子映像の目視による観察からZenzによる単一粒子のサルテーション速度の予測は本実験には直接的には使用できないこと,(2)3種類のプラスチック球では気流速度による無次元粒子速度は気流速度がほぼ粒子の終末沈降速度までは気流速度の増加と共に増加し気流速度がほぼ終末沈降速度以上になると一定値になるか,一定値に漸近している状態になること,(3)ステンレス球の場合は無次元粒子速度は気流速度によらず一定値のままであること,(4)3種類のプラスチック球に関しては終末沈降速度以上では殆ど全ての粒子が測定範囲内では浮遊もしくは滑空状態で輸送され,その速度以下では回転を伴う管壁との衝突反発を生じ最終的には滑りを伴い管底を転がること,(5)Zenzの定義から3種類のプラスチック球に関しては終末沈降速度をサルテーション速度と定義できるがステンレス球に関しては定義できないこと,(6)各粒子の回転数には最大値が存在し,密度が大きい粒子ほど最大値での気流速度が大きいこと,(7)粒子の通過時間間隔のばらつきは気流速度が小さいほど大きいこと,また計算に関しては,(8)本実験を一種のカプセル輸送とみなし特性曲線法を使用して粒子と管壁との隙間からの気流もれの他に粒子間衝突,粒子と管壁との衝突や粒子の回転を考慮して行った結果,密度が小さい粒子に関しては流動状態を定性的に再現できることが分かった.また単一粒子の輸送において管壁との隙間が大きい場合はOne-way couplingモデルを使用し,粒子群の輸送に関してはTwo-way couplingモデルを使用する計算プログラムは現在作成中である.
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