| 研究課題/領域番号 |
15560645
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
金属生産工学
|
|---|
| 研究機関 | 日本工業大学 |
|---|
研究代表者 |
横谷 真一郎 日本工業大学, 工学部, 教授 (80049692)
|
|---|
| 研究分担者 |
高木 茂男 日本工業大学, 工学部, 助教授 (30265368)
中里 英樹 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30283716)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
|
| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2005年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2004年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
|
|---|
| キーワード | 高効率混合 / 渦流式攪拌器 / 旋回流 / 環状衝突噴流 / 位置エネルギー / 濡れ性 / 漏斗頂角 / 位置エネルギ / 渦流式撹拌器 |
|---|
| 研究概要 |
鉄鋼プロセスの高生産性、高品質化に対する要求は益々高いレベルに達しているが、地球環境を守り、持続的発展を達成するために更なるエネルギー、資源の節約が要請されている。そこで著者等は濡れ性が悪く、かつ密度差の大きな物質を外部エネルギーなしに混合できる反応器として漏斗型混合容器を提案した。一定の漏斗角度を持つ場合の水モデル実験、また、水銀と水を用いて、異なった円錐部の角度を持つ漏斗に対する旋回流の様子を調べた。液体の旋回流動に及ぼす濡れ性の影響について調べた。得られた結果は以下の通りである。
1.漏斗内流れは軸対称流れであり、気柱と液中の境界面である自由表面より遠ざかるとほぼ距離に反比例的な周速度であることが分かる。2.気柱と液中の境界面である自由表面近傍では比較的大きな下降流が見られるが、それより内側に入ると若干上昇流が見られた後、漏斗壁まで零に近い小さい軸速度分布を示している。3.漏斗吐出口から半頂角40°をなす環状噴流が混合槽の自由表面に突入することによって、混合管壁面近傍を流下する流れと管軸近傍を上昇する流れ、一種の循環流れが存在している。4.水平面に対する漏斗の円錐部の角度が60°以上になると、旋回流は漏斗の濡れ性にかかわらず安定し、液体金属でも安定した旋回流を発生させられる。5.水平面に対する漏斗の円錐部の角度が30°になると、旋回流は漏斗の濡れ性の影響を受ける。6.漏斗と液体の濡れ性が悪い場合は、流体が滑ることによって旋回流が安定しない。7.軸速度は、漏斗壁面近傍で上昇流、液相表面側で下降流となる。容器が濡れない場合の方が流動が激しく、液体流入条件が変動した際に、旋回流が安定しにくい要因の一つであると考えられる。
|
