| 研究課題/領域番号 |
03650152
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
富田 侑嗣 九州工業大学, 工学部, 教授 (60039104)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1992
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| 研究課題ステータス |
完了 (1992年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1992年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1991年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 混相流 / 旋回流 / 案内羽根 / 空気輸送システム / スワール数 / 全圧力損失 / 低空気速度 / 数値シミュレーション / 鉛直管 / 流動様式 / 輸送限界 / 粒子間衝突 / k-2モデル / 水平管 / スワ-ル数 / 入口区間 / 粒子速度 / 付加圧力損失 |
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| 研究概要 |
1.水平管および鉛直管において旋回流空気輸送の実験を行った。実験装置は空気源、旋回流発生器、粒子供給器、内直径80mm、全長約12mの輸送管路、固気分離部及び返送管路からなる。旋回流発生器は輸送管入口部に置き、軸流固定案内羽根式で羽根角度の異なるものを5種類準備した。これによって旋回強度を変化させた。
2.空気のみの流れについて、2種類の管レイノルズ数、5種類の旋回流発生器に対して、それぞれの場合の管路各位置に置いて、3孔ピトー管によって、速度と静圧分布を測定し、旋回流の管路に沿う減衰特性を測定し、スワール数の減衰則を求め、壁静圧、流量平均動圧、静圧及び動圧がスワール数のみの関数であることを明らかにし、壁静圧と流量の測定から旋回流の管路に沿う諸特性を精度よく推測できる実験式を作成した。
4.被輸送物は粒径、密度がそれぞれ異なるポリエチレン、塩化ビニール及びポリスチレンの各ペレットを使用した。粒子の供給量、空気流量及び旋回強度を種々変化させて、旋回流発生器による損失を含めた輸送に要する全圧力損失、粒子による付加圧力損失、粒子の管内流動様式を測定し、旋回流空気輸送は輸送の困難な入口部で低速の場合、極めて効果的であることを明らかにした。これは旋回流の場合、管入口部同じ空気流量に対して空気の運動エネルギーが大きいことによっている。
5.水平管での実験とほぼ同じ条件に対して、管路全体について、旋回流空気輸送の3次元数値シミュレーションを行った。粒子運動は粒子間衝突、粒子と気流の相互作用を考慮し、気流については粒子の影響をソース項で考慮し、乱流はk-εモデルを採用した。粒子の断面濃度分布、速度分布、軸方向平均速度変化、および気流の速度分布等を計算し、実験結果を満足に説明することができた。
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