| 研究課題/領域番号 |
09650818
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
化学工学一般
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
鈴木 睦 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30005300)
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| 研究分担者 |
野中 利之 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50237856)
山下 善之 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60200698)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1998年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1997年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
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| キーワード | 流動層 / 高重力 / ゲルダートマップ / 最小流動化速度 / 低重力 |
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| 研究概要 |
1. 任意の重力環境における固気流動層の挙動
(1) 固気流動層装置の作製および流動状態の観察 アクリル製の二次元流動層を作製した。研究室所蔵の速度制御型落下塔および回転式高重力発生装置に流動層を搭載し、様々な重力環境における流量-圧力損失の関係を調べ、流動状態をビデオ観察した。流量-圧力損失の関係、流動状態観察より、それぞれ最小流動化速度、最小気泡流動化速度を求めた。通常重力下におけるゲルダートマップでA粒子に分類される粒子が高重力下になるとB粒子の挙動を示すことがわかった。また、地上重力下で提案されたWen-Yu式を低重力、高重力環境に拡張して最小流動化速度を予測したところ、実験値と良好に一致することがわかった。なお、重力環境の違いをみかけの密度差として取り扱い、ゲルダードマップにプロットしてみたところ、固気流動層に関して任意の重力環境にほぼ拡張できることがわかった。
2. 任意の重力環境における固液流動層の挙動
(1) 固液流動層の作製および流動状態の観察 アクリル製の二次元固液流動層を作製した。研究室所蔵の回転式高重力実験装置に実験装置を搭載し、様々な重力環境における流動挙動として流量-圧力損失の関係を実測し、層内の流動状態を観察した。固液流動層においても、通常重力環境下でゲルダートマップのB粒子に分類される粒子では、固気流動層での気泡に相当する“液泡"が観察された。この場合、地上・高重力環境のいずれも、流動層の膨張はほとんど見られず、最小流動化速度はWen-Yu式で良好に予測されることがわかった。
(2) 固気流動層との比較および総括 固気および固液流動層の流動化状態に及ぼす重力の効果について検討したところ、地上重力でのゲルダートマップが任意の重力環境下においても適用可能なことがわかった。
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