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多成分系管内固気二相流におけるトリボチャージの多重分布の測定と解析

研究課題

研究課題/領域番号 13305054
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 化学工学一般
研究機関京都大学

研究代表者

増田 弘昭  京都大学, 工学研究科, 教授 (90026310)

研究分担者 丸山 博之  京都大学, 工学研究科, 助手 (90303867)
田之上 健一郎  山口大学, 工学部, 講師 (70293892)
松坂 修二  京都大学, 工学研究科, 助教授 (10219420)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
41,340千円 (直接経費: 31,800千円、間接経費: 9,540千円)
2003年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2002年度: 24,700千円 (直接経費: 19,000千円、間接経費: 5,700千円)
2001年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
キーワード管内固気二相流 / 摩擦帯電 / 帯電量分布 / 接触電位差 / 初期電荷 / 混合粉体 / 帯電制御 / トリボチャージ / 平衡帯電
研究概要

管内固気二相流における粒子の摩擦帯電(トリボチャージ)について理論的および実験的に検討した。粒子と管壁との接触電位差に基づく電荷の移動および粒子の帯電に伴う電荷移動の抑制効果を考慮して、粒子と壁との衝突帯電の基礎式を立てた。さらに、(1)衝突回数、(2)粒子の初期電荷、および(3)衝突帯電因子のそれぞれに分布関数を導入し、各要素の影響を評価できる帯電量分布の一般式を導出した。本理論を確証するため、粉体を気流中に分散させて固気二相流とし、個々の粒子が管の内壁と衝突して得た電荷を測定する装置を製作した。正帯電性粉体および負帯電性粉体を用いて、帯電量分布に及ぼす流速、管の長さの影響について検討した結果、実験結果と理論計算結果との間には良好な一致が認められた。また、二種の粉体を混合して供給すると低濃度では、それぞれの粉体の帯電量分布の一次結合によって説明でき、濃度を高くすると正・負の帯電粒子の相互作用が現れた。金属管の材質を変えて接触電位差を変えると粒子の帯電符号を任意に制御できることも分かった。管の材質の違いは粒子の帯電過程および最大帯電量に影響するが、粒子の帯電過程は理論検討によって定式化された指数関数を用いて統一的に評価できるため、異なる材質の管を帯電特性を考慮して組み合わせると管内を流れる粒子の帯電量を任意に制御できる。本研究では、粒子の帯電量を制御するための装置のシステム化および解析のための理論を構築した。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (44件)

  • [文献書誌] 江間秋彦, 田之上健一郎, 丸山博之, 増田弘昭: "窒素雰囲気下における粒子-金属板間の衝突帯電"粉体工学会誌. 38. 695-701 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsusaka, S., H.Umemoto, M.Nishitani, H.Masuda: "Electrostatic charge distribution of particles in gas-solids pipe flow"J.Elctrostatics. 55. 81-96 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsusaka, S., H.Masuda: "Theoretical analysis of electrostatic forces between coated particles"Advanced Powder Technology. 13. 157-166 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田之上健一郎, 山本雅人, 江間秋彦, 増田弘昭: "静電粒子沈着の非定常挙動"化学工学論文集. 28. 196-201 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsusaka, S., H.Umemoto, M.Nishitani, H.Masuda: "Analysis of electrostatic charge distributions of fine particles in gas-solids pipe flow"Proc. 4th World Congress on Particle Technol., Sydney. (CD). 452 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsusaka, S., H.Masuda: "Theoretical analysis of electrostatic repulsive forces between coated particles in gaseous systems"Proc. 4th World Congress on Particle Technol., Sydney. (CD). 455 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ema, A., K Tanoue, H Masuda: "Effective contact area for charge transfer between metal target and impacting particles"Proc. 4th World Congress on Particle Technol., Sydney. (CD). 114 (2002)

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  • [文献書誌] Tanoue, K., M Yamamoto, A Ema, H Masuda: "Unstable behavior of electrostatic particle deposition"Proc. 4th World Congress on Particle Technol., Sydney. (CD). 29 (2002)

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  • [文献書誌] Tanoue, K., S.Sugiyama, M.Nakata, H.Masuda: "Experimental study of electrostatic particle deposition using tribo-electrification"Proc. 6th International Aerosol Conference, Taiwan. (CD). 89-90 (2002)

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  • [文献書誌] Ema, A., D.Yasuda, K.Tanoue, H.Masuda: "Tribo-charge and rebound characteristics of particles impact on inclined or rotating metal target"Powder Technology. 135-136. 2-13 (2003)

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  • [文献書誌] Nomura, T., T.Satoh, H.Masuda: "The environment humidity effect on the tribo-charge of powder"Powder Technology. 135-136. 43-49 (2003)

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  • [文献書誌] Matsusaka, S., M.Oki, H.Masuda: "Bipolar charge distribution of a mixture of particles with different electrostatic characteristics in gas-solids pipe flow"Powder Technology. 135-136. 150-155 (2003)

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  • [文献書誌] Tanoue, K.Y.Inoue, H.Masuda: "Numerical simulation of electrostatic particle deposition on a target in aerosol flow with and without effect of deposited charged particles"Aerosol Science and Technology. 37. 1-14 (2003)

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  • [文献書誌] Matsusaka, S., H.Masuda: "Electrostatics of particles"Advanced Powder Technology. 14. 143-166 (2003)

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  • [文献書誌] 増田弘昭, 安田大介, 江間秋彦, 水谷英章, 田之上健一郎: "紛体粒子のトリボ帯電の時間変化におよぼす酸化被膜および吸着水分の影響"粉体工学会誌. 40. 4-11 (2003)

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  • [文献書誌] Matsusaka, S., M.Oki, H.Masuda: "Bipolar charge distribution of particles in gas-solids pipe flow"Journal of Aerosol Science. 32. s997-s998 (2003)

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  • [文献書誌] Ema, A., K.Tanoue, H., Maruyama, H.Masuda: "Impact electrification of particles with metal plate in nitrogen atmospher"J.Soc.Powder Technol. (Japan). 38. 695-701 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsusaka, S., H.Umemoto, M.Nishitani, H.Masuda: "Electrostatic charge distribution of particles in gas-solids pipe flow"J.Electrostatics. 55. 81-96 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsusaka, S., H.Masuda: "Theoretical analysis of electrostatic forces between coated particles"Advanced Powder Technology. 13. 157-166 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanoue, K., M.Yamamoto, A.Ema, H.Masuda: "Unstable behavior of electrostatic particle deposition"Kagaku Kogaku Ronbunshu. 28. 196-201 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsusaka, S., H.Umemoto, M.Nishitani, H.Masuda: "Analysis of electrostatic charge distributions of fine particles in gas-solids pipe flow"Proc.4th World Congress on Particle Technol. (Sydney). 45(on CD). (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsusaka, S., H.Masuda: "Theoretical analysis of electrostatic repulsive forces between coated particles in gaseous systems"Proc.4th World Congress on Particle Technol. (Sydney). 455(on CD). (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ema, A., K.Tanoue, H.Masuda: "Effective contact area for charge transfer between metal target and impacting particles"Proc.4th World Congress on Particle Technol. (Sydney). 114(on CD). (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanoue, K., M.Yamamoto, A.Ema, H.Masuda: "Unstable behavior of electrostatic particle deposition"Proc.4th World Congress on Particle Technol. (Sydney). 29(on CD). (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanoue, K., S.Sugiyama, M.Nakata, H.Masuda: "Experimental study of electrostatic particle deposition using tribo-electrification"Proc.6th International Aerosol Conference (Taiwan. 89-90(on CD). (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ema, A., D.Yasuda, K.Tanoue, H.Masuda: "Tribo-charge and rebound characteristics of particles impact on inclined or rotating metal target"Powder Technol.. 135-136. 2-13 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsusaka, S., M.Oki, H.Masuda: "Bipolar charge distribution of a mixture of particles with different electrostatic characteristics in gas-solids pipe flow"Powder Technol.. 150-155. 2-13 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Masuda, D.Yasuda, A.Ema, H.Mizutani, K.Tanoue: "Effects of Oxidization and Adsorbed Moisture on Time Change in Tribo-electrification of Powder Particles"J.Soc.Powder Technol. (Japan). 40. 860-967 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsusaka, S., M.Oki, H.Masuda: "Bipolar charge distribution of particles in gas-solids pipe flow"Journal of Aerosol Science. 32. s997-s998 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Ema, D.Yasuda, K.Tanoue, H.Masuda: "Tribo-charge and rebound characteristics of particles impact on inclined or rotating metal target"Powder Technology. 135-136. 2-13 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Matsusaka, M.Oki, H.Masuda: "Bipolar charge distribution of a mixture of particles with different electrostatic characteristics in gas-solids pipe flow"Powder Technology. 135-136. 150-155 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tanoue, Y.Inoue, H.Masuda: "Numerical simulation of electrostatic particle deposition on a target in aerosol flow with and without effect of deposited charged particles"Aerosol Science and Technology. 37. 1-14 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Matsusaka, M.Oki, H.Masuda: "Bipolar charge distribution of particles in gas-solids pipe flow"Journal of Aerosol Science. 32. s997-s998 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 増田弘昭, 安田大介, 江間秋彦, 水谷英章, 田之上健一郎: "粉体粒子のトリボ帯電の時間変化におよぼす酸化皮膜および吸着水分の影響"粉体工学会誌. 40. 4-11 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 田之上健一郎, 山本雅人, 江間秋彦, 増田弘昭: "静電粒子沈着の非定常挙動"化学工学論文集. 28. 196-201 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Matsusaka, H.Masuda: "Theoretical analysis of electrostatic repulsive forces between coated particles in gaseous systems"Proc. 4th World Congress on Particle Technol., Sydney. (CD). 455 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Matsusaka, H.Umemoto, M.Nishitani, H.Masuda: "Analysis of electrostatic charge distributions of fine particles in gas-solids pipe flow"Proc. 4th World Congress on Particle Technol., Sydney. (CD). 452 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Ema, K Tanoue, H Masuda: "Effective contact area for charge transfer between metal target and impacting particles"Proc. 4th World Congress on Particle Technol., Sydney. (CD). 114 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tanoue, M Yamamoto, A Ema, H Masuda: "Unstable behavior of electrostatic particle deposition"Proc. 4th World Congress on Particle Technol., Sydney. (CD). 29 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tanoue, S.Sugiyama, M.Nakata, H.Masuda: "Experimental study of electrostatic particle deposition using tribo-electrification"Proc. 6th International Aerosol Conference, Taiwan. (CD). 89-90 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Matsusaka, H.Umemoto, M.Nishitani, H.Masuda: "Electrostatic charge distribution of paticles in gas-solids pipe flow"J. Electrostatics. (In print).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Matsusaka, H.Masuda: "Theoretical analysis of electrostatic forces between coated particles"Advanced Powder Technology. (In print).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 田之上健一郎, 山本雅人, 江間秋彦, 増田弘昭: "静電粒子沈着の非定常挙動"化学工学論文集. (投稿予定).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 江間秋彦, 田之上健一郎, 丸山博之, 増田弘昭: "窒素雰囲気下における粒子-金属板間の衝突帯電"粉体工学会誌. 38巻・10号. 695-701 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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