| 研究課題/領域番号 |
20K05196
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分27010:移動現象および単位操作関連
|
|---|
| 研究機関 | 九州工業大学 |
|---|
研究代表者 |
馬渡 佳秀 九州工業大学, 大学院工学研究院, 助教 (70380722)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 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)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
|
|---|
| キーワード | Fluidized bed / Vibration / Particle motion / vibration / particle motion / 流動層 / 機械的振動 / 微粉体ハンドリング / 凝集体 / 対流現象 / 付着・凝集性微粒子 / 振動 / 微粒子 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，ガス流れと機械的な振動を併用し，振動の伝播によって凝集体を破壊し，ガス偏流の抑制と粒子対流現象（粒子混合）を誘導し，微粉体（凝集系）のハンドリング性を向上させる．外力（振動・ガス流速）による凝集状態とガス透過状態の変化を粉体層の圧力損失の変動特性から把握し，共存して発生する粒子対流状態との関係を明らかにする．得られた知見をもとに，粉体コーティングプロセスへの工学的応用を検証する．
|
| 研究成果の概要 |
微粉体をガス通気と機械的振動の併用操作する振動流動層を用いてハンドリング性の向上に寄与する諸因子を検討し工学的に応用する可能性を探索した．微粉体の流動性が改善する一因として常在化したガスチャネルやクラックの連続的な破壊挙動が挙げられるが，今回の可視化実験と画像解析による数値化により観察結果との良好な一致が見られ，新たに最もクラックが破壊・再生されるガス通気と振動の操作条件の存在を示唆することが出来た．また，振動由来の粒子運動を詳細に観察し，密度差のある二成分系粉体層を対象にした場合，振動由来の粒子運動は流動化状態では分離を促進する一方で固定層の通気条件では混合を促進することが明らかとなった．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
微粉体ハンドリングでは，強い粒子間の凝集性により形成される凝集体が積層しているため，粒子混合性の低下が問題になる．本研究では，振動場で発現する粒子運動が凝集体の破壊と共に不均一なガス流れの抑制に及ぼす影響を明らかにする．加振により不均一なガス流れを導くクラックの常在化を抑制し，画像解析から効果的にクラックを破壊できる条件を見出した．さらに振動由来の粒子運動の効果を二成分系粉体層の混合/分離状態で確認した．振動由来の粒子運動は層が流動化状態では分離が進行し，層が固定層の状態では混合が促進した．これらの知見は操作中に粒子物性が変化する，造粒，コーティング，反応等の系で活用する際に有用である．
|
