| 研究概要 |
一体回転するハウジングとロータ間の準剛体回転流を用いた微粒子分級について,理論的,実験的及び数値的に考察し以下の結果を得た。
1.理論的考察結果
内部領域の軸方向速度は,ハウジングおよびロータ壁の法線の傾きとそれらの半径方向変化率の両者に依存するが,方位角方向速度は前者に依存するのみである。またハウジングおよびロータ壁のエクマン輸送量の比は両壁の傾きの関数比で決まり,傾きの大きい方の輸送量が大きい。
2.実験的考察結果
(1)安定成層流の生成条件は,二重球装置,直線・円弧壁からなる単段分級装置ともε(〕 SY.ltorsim. 〔)1.6E^<0.46>(εはロスビー数,Eはエクマン数)である。
(2)内部領域の速度分布は,線形理論解に一致する。
(3)ステワ-トソン層は,軸方向に強い流れを伴う内層と,弱い逆流を伴う外層からなる。内層の軸方向速度は,下流に行くにつれて増大する。
(4)二重球装置,単段分級装置の分級の鋭さはそれぞれ3.8,2.8であるが,ロータ上エクマン層にのみ原料粉体を供給すれば,1.5に向上する。
3.数値解析
同軸回転するハウジングとロータ間の準剛体回転成層流の流れを解析する数値計算コードおよび流れの中の粒子の運動の軌跡を計算するコードを作成し,準剛体回転成層流の典型的な一例を取上げ,本分級方式の分級メカニズムを調べた。その結果,粒子の多くはエクマン層を通過してステワ-トソン層へ至ること,粗粒子はステワ-トソン層で遠心力の影響を大きく受けて剛体回転領域へ取り込まれ,微粒子は剛体回転領域に取り込まれる前にステワ-トソン層を抜けてエクマン層を通過し出口へ至ること,本分級方式では,Dp/√<Eε>(Dp:粒子径)で整理された部分分級効率は普遍的な分布を示すこと,等が明らかになった。
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