| 研究課題/領域番号 |
19K05129
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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27010:移動現象および単位操作関連
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
河府 賢治 日本大学, 理工学部, 准教授 (10424748)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 超音波振動 / 粉粒体 / 摩擦低減効果 / 粒子径 / 振動板サイズ / 摩擦低減 / 音響透過係数 / ヤング率 / 立方体変形 / 音響流 / 機械振動 / 粉体 / 超音波 / 粒子挙動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
粒子と壁面間の超音波振動による摩擦低減効果に及ぼす要因として，振動エネルギの透過ならびに音響流の影響を明らかにする。振動エネルギ透過の影響度が明らかになることで，音響透過係数，振動板寸法，粒子サイズ，ヤング率，密度による摩擦低減効果差を示すことができる。また，音響流による影響により，粒子サイズや形状の影響を示すことができる。これらの結果より，超音波振動による板上の粒子挙動の高精度制御を行い，混合粒子群からの分離・分級を実現させる目的で行う。
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| 研究成果の概要 |
超音波振動による粒子-壁面間の摩擦低減効果に及ぼす要因を明らかにするため，はじめに粉粒体の代わりに立方体を用いて，超音波振動による摩擦低減量を測定した。その結果，いずれの条件においても振動振幅が大きくなるほど低減するが，立方体材料により変化し，さらに立方体サイズが小さく，振動板サイズが大きいと低減量が大きくなることが分かった。またレーザードップラー振動計により，立方体材料の変形量を測定した結果，摩擦低減効果が大きい条件ほど変形量も大きくなり，摩擦低減効果の主要因は粒子変形であることを明らかにした。さらに音響流による影響を調べた結果，流速が極めて小さく，摩擦低減効果も小さいことが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
レアメタルなど製品に使用されている材料をリサイクルする必要があり，既に幾つかその方法が研究され，提案されている。しかし，既存手法では単一の物性差を利用するため，近い粒子同士の分離は困難である。本研究テーマに関係する超音波法は複数の物性値が影響するため，既存手法で困難であった組合せの粒子群に対して活用できる可能性がある。また，流動化法など既存手法と組み合わせることで，例えば最小流動化速度の低減による省エネ化や分離精度向上に貢献できる可能性がある。
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