| 研究課題/領域番号 |
20K22381
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
神田 雄貴 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (00885874)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020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 | 超臨界流体 / 二酸化炭素 / 光学計測 / 熱物質輸送 / 溶解現象 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超臨界流体の高拡散性や高溶解性は、汚染物質の改質において有用である。超臨界流体を汚染物質の改質へ応用するためには、超臨界流体中の非定常熱物質輸送や汚染物質の溶解特性の解明が重要となる。
しかし、超臨界流体特有の温度や圧力への過敏性や高拡散性によって、その非定常現象を定量計測することは困難であり、超臨界流体を用いた改質手法の実用化おいて、熱物質輸送や溶解特性に関する知見が不足しているのが現状である。
そこで本研究では、高時空間分解能を有する光学手法を用いて超臨界流体中の非定常熱物質輸送を定量評価する。さらに超臨界流体中の溶解速度をモデル化し、超臨界流体を用いた汚染物質の改質手法の基礎を構築する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、超臨界二酸化炭素中における模擬汚染物質の溶解現象の理解を目指し、独自の光学系を用いた輸送現象の観察、および数値モデルによる評価を行った。その結果、超臨界二酸化炭素中において、特異な熱輸送現象の観察に成功した。また模擬汚染物質としてアセトンを選定し、空気中へのアセトン蒸発による濃度変化計測に成功した。さらに数値計算により、超臨界二酸化炭素中へのアセトンの物質輸送について評価を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超臨界流体を用いた汚染土壌改質手法の実現において、超臨界流体中の非定常熱物質輸送の理解は重要である。本研究では、超臨界二酸化炭素中における輸送現象を高精度に観察し、計測技術の確立、および輸送現象に関する情報を取得した。伝熱工学および計測工学をはじめとする学問分野において学術的意義は高いと考える。また本研究で得た知見は、超臨界流体を用いた汚染土壌改質手法の実現に向けて学術的基礎を成すと考える。
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