| 研究課題/領域番号 |
16K06820
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
化工物性・移動操作・単位操作
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
埜上 洋 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50241584)
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| 研究分担者 |
丸岡 伸洋 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (40431473)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 回転円柱 / 液膜 / 物質移動操作 / ガス吸収 / 伝熱 / 流動 / 熱工学 / 化学工学 / 流体工学 / エネルギー効率化 / 廃熱利用 |
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| 研究成果の概要 |
水平円筒を液浴に半ば浸漬して回転させて円筒側面に形成した液膜に対する熱物質移動について検討した。まず、回転円筒により形成される液膜の液体流量を測定し、円筒の浸漬深さおよび回転数の影響を定量化した。液膜の平均速度は回転円筒の周速よりも低速となっていることを見いだした。液膜に対するガス吸収操作では、無回転の場合と比較して円筒回転により吸収速度は飛躍的に増大し、また円筒の回転数とともに吸収速度が増大した。この結果に基づき円筒外形を基準とした物質移動係数について検討し、実験範囲内で液側物質移動係数が約三倍に上昇した。即ち、物質移動速度を回転数により、能動的に制御することが可能なことを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果は、物質移動・熱移動を伴う機器、例えば空調機器において、熱媒体や気流の流動状態が同一でも機器の性能の制御を、これまでに無い手法により可能とするもので、新たな反応器や伝熱機器の開発・展開に資するものである。また本研究で提案する手法は、物質・熱移動速度の高速化にも有効であり、機器の高性能化のみならず、小型化に対しても有意義である。本機構を冷熱製造などに応用すれば排熱から価値の高いエネルギーへの変換も可能になり、社会全体としてのエネルギー使用量の削減を通じて持続的社会の実現に寄与するものと考える。
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