• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2014 Fiscal Year Research-status Report

流動層流動特性モデル化における基礎研究

Research Project

Project/Area Number 25420798
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

石束 真典  東京大学, 生産技術研究所, 研究員 (10386716)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 甘蔗 寂樹  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (10544083)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords流動層 / 流動特性 / 等価回路 / モデル化
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、流動層流動特性のモデル化と等価回路化およびモジュール化、集積化として、流動層流動特性のモデル化と等価回路表記について検討を実施した。
これらの等価回路モデル化を行うにあたり、本研究において基本となる循環流動層を構成している流動層3種(気泡流動層、ライザー、ダウナー)について、平成25年度に得られた結果、CFDによる計算結果、SPICEによる計算結果を比較検討した。
流動特性を等価回路にて表現し(等価回路モデル化)、さらにその等価回路を用いてSPICE処理系により解析することで、循環流動層の流動特性を再現することを検討した。特に循環流動層のライザ部分、およびダウナ部分における粒子循環量と圧力、そして入力としての粒子循環量に変動を与えた時の粒子循環量の変動などの実験結果を再現することに重点をおいた等価回路モデルの構築を試みた。実験結果により得られた循環流動層の流動特性と等価回路モデルを用いた計算により得られた流動特性を比較した結果、粒子循環量と圧力差、入力にステップ変動を与えた時の応答においてよい一致を得た。これにより、循環流動層の流動特性を等価回路によりモデル化することの妥当性を示せたと考えている。
流動層の形状変化、スケール変化、流動層流動特性の非線形的挙動を再現できるモデル化についても実施した。大型循環流動層及び小型の循環流動層の実験結果に基づく等価回路モデルを比較し、その差異をり表現するモデルであることを示した。また、トランジスタなどの能動素子を用いた等価回路モデルが循環流動層の一部部に適応できることを示し、これにより非線形的挙動を再現できることを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度実施した流動層流動特性のモデル化と等価回路化およびモジュール化、集積化の検討においておおむね順調に進展している。
理由として以下の点があげられる。
流動層流動特性のモデル化と等価回路化およびモジュール化、集積化として流動層流動特性のモデル化と等価回路表記について検討を実施し、流動特性を等価回路にて表現し(等価回路モデル化)、SPICE処理系を用いて流動特性を再現した。特に粒子循環量、圧力や粒子循環量の変動などの再現に重点をおいたモデル構築のための検討を実施した。さらに、等価回路モデル化を行うにあたり、その中で基本となる流動層3種(気泡流動層、ライザー、ダウナー)について、平成25年度に得られた結果、CFDによる計算結果、SPICEによる計算結果を比較検討した。
流動層の形状変化、スケール変化、流動層流動特性の非線形的挙動を再現できるモデル化および、CFDによる計算結果とモデルの比較の検討に更なる見当が必要な状況である。
よって、おおむね順調な進展である。

Strategy for Future Research Activity

モデルのモジュール化と集積化の検討
等価回路モデル化により得られたモデルのモジュール化について次の項目を検討し、モデルによる再現を行う。これらの項目についてSPICEによる計算結果をもとに再現性を評価する。1、集積化(系の複雑化)2、システムのスケールアップ3、起動、停止の挙動解析
また、三塔式循環流動層型の反応器からなるエクセルギー再生型石炭ガス化炉システムについてモデルの構築を行い、大型三塔式循環型流動層(図2)の流動特性実験結果と比較を行う。CFDを用いた場合の流動層流動特性についての計算結果をもとに、等価回路モデル化の計算量の削減量を評価する。

Causes of Carryover

実験の計測データ記録媒体及びモデルによる計算結果記録媒体の使用量が年度当初想定より次の理由で少なかった。実験における計測周期が当初想定より長い周期で十分であったこと、モデルを用いた計算結果のデータ量が想定より少ない量であったことである。これらは、実際に実験及び計算を実施するごとに量が異なるため、予想が困難である。そのため、記録媒体の費用分が未使用となり次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成27年度使用計画において計測データ記録用媒体の追加をおこなう予定である。

  • Research Products

    (7 results)

All 2014

All Presentation (7 results)

  • [Presentation] 流動層型海水淡水化プロセスにおける非流動化に関する検討2014

    • Author(s)
      水野 寛之, 苷蔗 寂樹, 石束 真典, 堤 敦司
    • Organizer
      第20回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山理科大学
    • Year and Date
      2014-12-11 – 2014-12-12
  • [Presentation] 大型三塔式循環流動層の粒子循環量制御のためのモデル化2014

    • Author(s)
      石束真典, 水野寛之, 小谷唯, 苷蔗寂樹, 堤敦司
    • Organizer
      第20 回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山理科大学
    • Year and Date
      2014-12-11 – 2014-12-12
  • [Presentation] Modeling of Triple bed Circulating Fluidized Bed Flow Behavior Using Equivalent Electrical Circuit2014

    • Author(s)
      Masanori Ishizuka, Hiroyuki Mizuno, Yui Kotani, Yasuki Kansha, Atsushi Tsutsumi
    • Organizer
      4th Asian Conference on Innovative Energy and Environmental Chemical Engineering (ASCON-IEEChE 2014)
    • Place of Presentation
      Yeosu, Korea
    • Year and Date
      2014-11-09 – 2014-11-12
  • [Presentation] 流動層型蒸発器を海水淡水化プロセスに適用した際の非流動化に関する検討2014

    • Author(s)
      水野 寛之, 甘蔗 寂樹, 石束 真典, 堤 敦司
    • Organizer
      化学工学会第46回, 秋季大会
    • Place of Presentation
      福岡 九州大学
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [Presentation] 三塔式循環流動層における流動特性解析のための等価回路モデル化2014

    • Author(s)
      石束 真典, 甘蔗 寂樹, 堤 敦司
    • Organizer
      化学工学会第46回, 秋季大会
    • Place of Presentation
      福岡 九州大学
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [Presentation] Modeling of Fluidized Bed Flow Behavior Using Electric Equivalent Circuit2014

    • Author(s)
      Masanori Ishizuka, Hiroyuki Mizuno, Yasuki Kansha, Atsushi Tsutsumi
    • Organizer
      The 7th World Congress on Particle Technology (WCPT7)
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2014-05-19 – 2014-05-22
  • [Presentation] Thermal seawater desalination process using fluidized bed evaporator2014

    • Author(s)
      Hiroyuki Mizuno, Yasuki Kansha, Masanori Ishizuka,Atsushi Tsutsumi
    • Organizer
      The 7th World Congress on Particle Technology (WCPT7)
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2014-05-19 – 2014-05-22

URL: 

Published: 2016-05-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi