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生体適合型放電によるエアロゾルの輸送と界面反応浄化システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24656117
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 流体工学
研究機関東北大学

研究代表者

西山 秀哉  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20156128)

研究分担者 高奈 秀匡  東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (40375118)
連携研究者 田中 康規  金沢大学, 電子情報学系, 教授 (90303263)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード機能性流体 / 管内流れ / プラズマ流 / ミスト / 輸送 / 難分解性物質分解 / 流体工学 / エアロゾル / 環境技術
研究概要

本研究は、プラズマ化学による水処理に関して、省エネ放電である円筒状DBDプラズマチューブを独自に開発し、作動条件によるオゾン発生量および導入されたメチレンブルーミストの脱色率とエネルギー効率を明らかにした。また、同軸円筒型DBDプラズマチューブについて、消費電力と生成ラジカル、酢酸分解過程や高い分解率を明らかにした。水質浄化実験に基づき、プラズマ-気相-液滴間の三相反応モデルによる新たな数値解析法を提案し、化学種のミストへの溶存量の定性的な一致と本処理法の最適なチューブ形状の存在を示した。

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (20件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Numerical study of chemical reactions in a surface micro discharge tube with mist flow based on experiment2014

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘、西山秀哉
    • 雑誌名

      Journal of Physics D : Applied Physics

      巻: 47 号: 10 ページ: 105203-105203

    • DOI

      10.1088/0022-3727/47/10/105203

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 内燃機関燃焼促進のための極短時間パルスDBD放電構造解析とエネルギー効率評価2013

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘,西山秀哉
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編

      巻: 79 号: 801 ページ: 1005-1015

    • DOI

      10.1299/kikaib.79.1005

    • NAID

      130003374795

    • ISSN
      0387-5016, 1884-8346
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 誘電体バリア放電を活用した管内噴霧流の高機能化と水中有機物分解特性2013

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘,西山秀哉
    • 雑誌名

      混相流

      巻: 26 号: 5 ページ: 561-566

    • DOI

      10.3811/jjmf.26.561

    • NAID

      10031163303

    • ISSN
      0914-2843, 1881-5790
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 管内噴霧流を用いた誘電体バリア放電による水中有機物分解2013

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘,西山秀哉
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集, B編

      巻: 第79巻 ページ: 796-798

    • NAID

      130003374815

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 誘電体バリア放電を活用した管内噴霧流の高機能化と水中有機物分解特性2013

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘
    • 雑誌名

      混相流 混相流研究の進展

      巻: 26 ページ: 561-566

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 管内噴霧流を用いた誘電体バリア放電による水中有機物分解2013

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集, B編

      巻: 79

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decomposition of Methylene Blue in Water Using Mist Flow Plasma Reactor2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shibata and Hideya Nishiyama
    • 雑誌名

      International Journal of Plasma Environmental Science and Technology

      巻: Vol.6, No.3 ページ: 253-259

    • URL

      http://www.iesj.org/html/service/ijpest/vol6_no3_2012/ijpest_vol6_no3_2012_pp253-259.html

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decomposition of Methylene Blue in Water Using Mist Flow Plasma Reactor2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shibata
    • 雑誌名

      International Journal of Plasma Environmental Science and Technology

      巻: 6 ページ: 253-259

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Acetic Acid Decomposition by Coaxial Cylinder Type DBD Tube with Mist Flow2013

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shibata and Hideya Nishiyama
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2013)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2013-11-25
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Decomposition of Persistent Organic Pollutants by Mist Flow in a Wire- Cylinder Dielectric Barrier Discharge Reactor2013

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shibata and Hideya Nishiyama
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Fluid Control, Measurements, and Visualization (FLUCOME 2013)
    • 発表場所
      奈良県新公会堂
    • 年月日
      2013-11-21
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 同軸円筒型DBDチューブによる噴霧流中難分解性有機物の分解2013

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘,西山秀哉
    • 学会等名
      本機械学会第91期流体工学部門講演会講演論文集
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2013-11-09
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 沿面放電による噴霧流中での活性種生成に関する数値シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘,西山秀哉
    • 学会等名
      平成25年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2013-09-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Generation of Reactive Species in Surface Micro Discharge Tube with Mist Flow for Water Treatment2013

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shibata and Hideya Nishiyama
    • 学会等名
      The 21st International Symposium on Plasma Chemistry
    • 発表場所
      オーストラリア・ケアンズコンベンションセンター
    • 年月日
      2013-08-08
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Water Purification by Spraying Solution into DBD Plasma Reactor2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shibata and Hideya Nishiyama
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2012)
    • 発表場所
      ホテルメトロポリタン仙台
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 誘電体バリア放電による噴霧流の高機能化と水処理システムの開発2012

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘,西山秀哉
    • 学会等名
      日本機械学会2012年度年次大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2012-09-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 誘電体バリア放電を活用した管内噴霧流の高機能化と水中有機物分解特性2012

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘,西山秀哉
    • 学会等名
      日本混相流学会年会講演会2012
    • 発表場所
      東京大学柏キャンパス
    • 年月日
      2012-08-11
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 管内噴霧流を用いた誘電体バリア放電による水中有機物分解2012

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘,西山秀哉
    • 学会等名
      日本機械学会第22回環境工学総合シンポジウム2012
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2012-07-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Decomposition of Organic Compounds in Water Using Mist Flow Plasma Reactor2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shibata and Hideya Nishiyama
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Non- Thermal Plasma Technology (ISNTP-8)
    • 発表場所
      フランス・カマレ・シュル・メール
    • 年月日
      2012-06-28
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Generation of Reactive Species in Surface Micro Discharge Tube with Mist Flow for Water Treatment

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shibata and Hideya Nishiyama
    • 学会等名
      21st International Symposium on Plasma Chemistry
    • 発表場所
      ケアンズコンベンションセンター(オーストラリア)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 沿面放電による噴霧流中での活性種生成に関する数値シミュレーション

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘,西山秀哉
    • 学会等名
      平成25年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      横浜国立大学(横浜市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 同軸円筒型DBDチューブによる噴霧流中難分解性有機物の分解

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘,西山秀哉
    • 学会等名
      日本機械学会第91期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Decomposition of Persistent Organic Pollutants by Mist Flow in a Wire-Cylinder Dielectric Barrier Discharge Reactor

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shibata and Hideya Nishiyama
    • 学会等名
      12th International Conference on Fluid Control, Measurements, and Visualization (FLUCOME 2013)
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Acetic Acid Decomposition by Coaxial Cylinder Type DBD Tube with Mist Flow

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shibata and Hideya Nishiyama
    • 学会等名
      10th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2013)
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Decomposition of Organic Compounds in Water Using Mist Flow Plasma Reactor

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shibata
    • 学会等名
      8th International Symposium on Non-Thermal Plasma Technology (ISNTP-8)
    • 発表場所
      カマレ・シュル・メール(フランス)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 管内噴霧流を用いた誘電体バリア放電による水中有機物分解

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘
    • 学会等名
      日本機械学会第22回環境工学総合シンポジウム2012
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 誘電体バリア放電を活用した管内噴霧流の高機能化と水中有機物分解特性

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘
    • 学会等名
      日本混相流学会年会講演会2012
    • 発表場所
      東京大学(柏市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 誘電体バリア放電による噴霧流の高機能化と水処理システムの開発

    • 著者名/発表者名
      柴田智弘
    • 学会等名
      日本機械学会2012年度年次大会
    • 発表場所
      金沢大学(金沢市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Water Purification by Spraying Solution into DBD Plasma Reactor

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shibata
    • 学会等名
      9th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2012)
    • 発表場所
      ホテルメトロポリタン仙台(仙台市)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ifs.tohoku.ac.jp/nishiyama-lab/japanese.html

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] 東北大学流体科学研究所流動創成研究部門電磁機能流動研究分野

    • URL

      http://www.ifs.tohoku.ac.jp/nishiyama-lab/japanese.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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