浮遊液滴が実現する超・低摩擦な操作論の構築と高粘性流体系化学反応への展開

• 研究課題/領域番号: 25K08368
• 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: 大阪公立大学
• 研究代表者: 増田 勇人 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90781815)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2027年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2026年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2025年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: Leidenfrost液滴 / 液滴衝突 / 液滴混合 / 液滴反応器 / 液滴動力学

研究開始時の研究の概要

流体-固体壁間をコンタクトレスな状態で操作可能な技術として，高温過熱面上にて液滴が自身の蒸気膜に浮遊するライデンフロスト現象に着目した。本研究課題では，過熱面上で高粘性液滴同士あるいは高粘性液滴と低粘性液滴を衝突させ，合一時に起こる混合特性について，可視化実験と数値流体解析によって明らかにする。続いて，高粘性バイオポリマーの酵素分解を用いて，反応特性を検討する。そして，撹拌槽などの既存プロセスとのエネルギー効率の比較を行い，ライデンフロスト液滴反応器の設計・操作論の体系化に挑戦する。