| 研究概要 |
通常,微粉末はその付着性により微小な孔や隙間から流出することができない.しかし,空気を含むことにより突発的な流動化を生じ,あたかも液体のように振る舞い,微小な孔や隙間から噴出することがある.これがフラッシング現象であり,工業界では粉体のハンドリングにおいて様々なトラブルの原因となっている.フラッシング現象の原因として,粉体が含んでいる空気の圧力が何らかの原因により上昇することで容器内部と外部の間に圧力差が生じ,内部と外部をつなぐ狭い通路において気流が発生し,その流れに粉体が追従するためであるということがあげられる.
フラッシング現象を扱った既往の研究では,久池井らはシリンダ内の粉体層にピストンで荷重を加え,空気圧を上昇させた.また,岡村らはシリンダ内の粉体層に鉛直振動を加え,空気圧を周期的に変動させた.しかしながら,これらは実際の現場においてのフラッシング発生の状況とは多少異なるものである.そこで本研究では,空気によって流動化させたホッパー内の粉体を下部シリンダ容器内に自由落下させ,空隙率の大きな粉体層を形成させると共に,シリンダ容器内の粉体に衝撃を与えて空気圧の上昇をうながし,シリンダ容器底部のオリフィスよりフラッシングを生じさせた.また,粉体投入後の空隙率の高い粉体層では,流動化した粉体の自重により,空気圧が高い値のまま維持されフラッシングが引き続き発生することもわかった.そこで,フラッシング発生中の現象をさらに詳しく調べるために,上部開放のシリンダ容器内に粉体を充填し,底部より空気を混入させて任意の空隙率まで流動化させ,空気を止めると同時にオリフィスを開放してフラッシングを生じさせた.この実験により衝撃による空気圧の上昇を考慮せずにフラッシング現象を考えることができた.本研究では,これらの実験により得られた結果から空気圧,空隙率,粉体層高,オリフィス径がフラッシングの流動に及ぼす影響について明らかにした.
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