| 研究課題/領域番号 |
17K06319
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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 |
電力工学・電力変換・電気機器
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| 研究機関 | 福井工業大学 |
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研究代表者 |
中尾 一成 福井工業大学, 工学部, 教授 (50586469)
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| 研究分担者 |
木村 紀之 大阪工業大学, 工学部, 教授 (00144428)
大村 直人 神戸大学, 工学研究科, 教授 (50223954)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 誘導加熱 / 撹拌翼 / 熱伝達特性 / 熱応答性 / 電磁誘導 / 撹拌 / 翼 / 伝熱特性 / 孤立混合領域 / 翼伝熱特性 / 時定数 / 混合 / 非接触給電 / 電磁誘導加熱 / 攪拌混合 |
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| 研究成果の概要 |
水、60wt%及び80wt%グリセリン水溶液を用いて電磁誘導加熱撹拌翼の熱特性を調べた。この撹拌翼は、□150mm×3mmtで4つの矩形開口部をもつステンレス製翼板と平板状銅コイルから構成された半密閉型となっている。撹拌翼と溶液間の熱伝達率hはW=hAΔT(W:発熱量,A:伝熱面積,ΔT:翼と溶液の平均温度の差)から計算され、ヌセルト数Nu=hd/k(d:翼径、k:溶液の熱伝導率)の形で相関され、さらにj因子で整理された。撹拌翼のj因子は、撹拌槽壁の値の2倍以上と優れた伝熱特性を示した。また、時定数は6～25sであり、hに反比例し、現行の外部槽壁加熱と比較して1ケタ小さいと見積もられた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
撹拌槽は工業的バッチ生産の汎用装置であり、熱的制御は主に外部ジャケットからの熱媒体の加熱により行われている。ゆえに、熱容量が大で遅速な制御しか行えないため、現状では、応答性に優れた精密制御は行われていない。本提案の誘導加熱撹拌翼は内部加熱であり、過去、その翼伝熱特性について論じられたことはない。また、伝熱特性や熱応答に優れた誘導加熱型撹拌方式であるため従来のバッチ式では実現しえない高応答性と大容量化が可能となる。結果、dynamicに加熱制御しうるインテリジェントな撹拌反応システムを構築でき、高収率化と高品質化が実現すると考えられ、本成果は現行のバッチ式の革新につながる。
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