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媒体撹拌ミルの最適化のためのシミュレーションモデルの開発

Research Project

Project/Area Number 11J09976
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Properties in chemical engineering process/Transfer operation/Unit operation
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

曽田 力央  東北大学, 多元物質科学研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords離散要素法 / 粉砕 / シミュレーション / 媒体撹拌ミル
Research Abstract

粒径が0.1μm以下の粉体である超微粉体は、粗粒粉体とは異なる光学的、電磁気学的特性を発揮するという特徴がある。この超微粉体を安価に大量に、高品質なものを作製するために広く用いられているのが媒体撹絆ミルである。本装置は連続的に超微粉体を製造できることから工業的に広く用いられている。したがって、現在よりも超微粉体を大量に効率よく、高品質なものを製造するために媒体撹拌ミルのさらなる高性能化が望まれている。
しかしながら、媒体撹拌ミルの従来の設計手法は実験をベースにしており、経験に頼る部分も多く、その最適化には相当な労力と時間を要するという問題点がある。この問題を解決する有用な手法としてシミュレーションが考えられる。シミュレーションでは粉砕機内部の様子を詳細に知ることができ、条件を変えてその影響を検討することも比較的容易であるためである。
本研究の目的は、これまで不明であった媒体撹拌ミル内部の媒体の運動状態をシミュレーションによって明らかにすること、そして粉砕機の性能を予測できるシミュレーションモデルを構築することである。
本年度(平成24年度)は、昨年度開発した離散要素法(DEM)による媒体撹拌ミル内粉砕媒体の運動のシミュレーションモデルに、近年注目されている粒子ベースの流体シミュレーション手法である、MPS法を新たに導入し、湿式媒体撹拌ミル内部のスラリー運動も解析できるよう、シミュレーションモデルを拡張した。また、最もシンプルな湿式粉砕機である湿式転動ボールミルの可視化実験とシミュレーションもあわせて行い、開発したシミュレーションモデルの信頼性を検証し、開発したシミュレーションモデルが定量的にも信頼性が高いことを確認できた。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] DEMによる機械的複合過程の基礎的解析2012

    • Author(s)
      曽田力央, 八木圭亮, 加納純也, 斎藤文良, 内藤牧男
    • Journal Title

      スマートプロセス学会誌

      Volume: 5 Pages: 218-223

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dispersion of carbon black by a media mill and correlation of its rate constant with beads impact energy2012

    • Author(s)
      Yasuhiro Yamamoto, Rikio Soda, Junya Kano, Fumio Saito
    • Journal Title

      Powder Technology

      Volume: 219 Pages: 105-110

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] DEM-MPS法を用いた湿式転動ミル粉砕性能の評価2012

    • Author(s)
      曽田力央, 石原真吾, 加納純也, 齊藤文良
    • Organizer
      化学工学会 第44回秋季大会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2012-09-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of media motion in wet tumbling mill using by DEM-MPS simulation2012

    • Author(s)
      Rikio Soda, Dariusz Gudin, Junya Kano and Fumio Saito
    • Organizer
      The Fourth International Conference on The Characterization and Control of Interfaces for High Quality Advanced Materials
    • Place of Presentation
      Kurashiki
    • Year and Date
      2012-09-02
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] DEM-MPS法による湿式転動ミルのシミュレーション2012

    • Author(s)
      曽田力央, 加納純也, 齊藤文良
    • Organizer
      粉体工学会2012年度春期研究発表会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2012-05-22
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] DEM-MPS法による湿式転動ミル内媒体挙動の解析2011

    • Author(s)
      曽田力央, 石原真吾, 加納純也, 齋藤文良
    • Organizer
      第49回粉体に関する討論会
    • Place of Presentation
      岩手
    • Year and Date
      2011-11-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] MPS法を用いた非定常撹拌のシミュレーション2011

    • Author(s)
      曽田力央, 加納純也, 齋藤文良
    • Organizer
      第43回化学工学会秋季大会
    • Place of Presentation
      名古屋(名古屋工業大学)
    • Year and Date
      2011-09-15
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] MPS法による上下振動円盤を用いた非定常撹拌のシミュレーション2011

    • Author(s)
      曽田力央
    • Organizer
      粉体操作に伴う諸現象に関する勉強会(粉体工学会)
    • Place of Presentation
      倉敷
    • Year and Date
      2011-08-06
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] シミュレーションによる湿式媒体撹拌ミルの所要動力の推算2011

    • Author(s)
      曽田力央、加納純也、齋藤文良
    • Organizer
      資源素材学会東北支部秋季大会
    • Place of Presentation
      仙台(東北大学)
    • Year and Date
      2011-06-24
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ビーズミルにおける媒体径が摩耗粉量に及ぼす影響の評価とそのシミュレーション2011

    • Author(s)
      曽田力央, 佐藤英, 加納純也, 齋藤文良
    • Organizer
      粉体工学会2011年度春季研究発表会
    • Place of Presentation
      東京(総評会館)
    • Year and Date
      2011-05-24
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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