| 研究課題/領域番号 |
18K03961
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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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| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 佐世保工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
城野 祐生 佐世保工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (80353233)
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| 研究分担者 |
長田 秀夫 佐世保工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (70221463)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 流動層 / マイクロリアクター / 粒子 / 数値シミュレーション / 離散要素法 / 流動化特性 / DEM / マイクロ流路 / 固定層 |
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| 研究成果の概要 |
マイクロ流動層の開発に関する研究である。小型の流動層装置にてPIVを用いた流動状態・流動特性の計測を行った。流動層のサイズが小さくなるほど粘性の影響が顕著であることが分かった。層内で生じた界面粒子の搬送は粒子層を通過後に形成される流速分布の影響のためと推察された。また、Open Foamを用いた粒子・流体の数値シミュレーションを行い、実験と同様の流動化状態が得られることを確認した。シミュレーション結果から実験で予想された流速分布の形成を数値的に確認した。マイクロ装置を用いた反応率の測定評価では、アルミナ担持白金触媒によるトルエン燃焼反応を用いて、反応率の温度依存性について評価した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本予算ではマイクロ流動層の開発を目的として基礎データの取得や現象の解明に取り組んだ。本予算で導入したPIVシステムでの可視化計測によりマイクロ流動層の流動状態が明らかになり、実験的に評価が難しい部分については数値シミュレーションから流動特性の評価を行った。また、それらの流動状態を踏まえて反応率についての評価を実施した。本研究から今後進展していくと予想されるマイクロリアクターでの粒子プロセスに関する知見を得ることができたと考える。これらの知見から、マイクロプロセスでの粒子ハンドリングに関する課題の解決が進み、省エネルギーでのマイクロプロセスやプロセスの自動化が進むと予想される。
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