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トモグラフィー計測による非沈降性スラリー撹拌槽における固気複合分散相状態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26289285
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関横浜国立大学

研究代表者

上ノ山 周  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (50233945)

連携研究者 仁志 和彦  千葉工業大学, 工学部, 教授 (20262412)
三角 隆太  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 特別研究教員 (40334635)
研究協力者 中原 ひかり  
山本 大生  
新井 一輝  
杉山 幸司  
袴田 時生  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2015年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2014年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード化学工学 / プロセス / 撹拌・混合 / トモグラフィ / スラリー流体 / トモグラフィー / 攪拌・混合 / 流体・流動 / 撹拌 / 固気液 / 電気抵抗方式トモグラフィー計測 / 降伏応力流体 / 降伏応力
研究成果の概要

通気撹拌操作による槽内の気泡通過経路と液流動状態から撹拌槽におけるスラリー系塑性流体の混合促進機構ついて検討した。操作条件とくに翼回転数によって気泡通過経路は大きく3つに分けられることがわかった。トレーサを槽に注入し、これを経時的にサンプリングした実験データを元に混合数理モデルを用いて気泡同伴液流量を算出し、液流動状態を定量的に明らかにした。混合指標を定義し、気泡同伴液流量とカバーン体積から混合時間を算出する見通しを得た。また電気抵抗方式トモグラフィを用いて計測・算定した気泡通過径路は、目視観測による結果と良く合致した。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 電気抵抗方式トモグラフィ法を用いた化学装置における混相流の可視化計測2016

    • 著者名/発表者名
      上ノ山周, 一条 憲明, 仁志和彦,三角隆太
    • 雑誌名

      化学工学((特集)高度化する混相流計測技術)

      巻: 80 ページ: 460-463

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] (特集)撹拌槽における異相系流体の流動挙動・混合過程・分散現象の可視化(数値流動解析手法と電気抵抗方式トモグラフィ計測法を用いて)2015

    • 著者名/発表者名
      上ノ山周, 仁志和彦,三角隆太
    • 雑誌名

      混相流

      巻: 29 ページ: 317-325

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 撹拌型化学装置における流動・分散状態の可視化・定量化手法とその適用事例2018

    • 著者名/発表者名
      上ノ山 周,三角 隆太
    • 学会等名
      化学工学会第83年会 (大阪)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantification of the Concentration Distribution of a Highly Concentrated Dispersion Phase in a Liquid-Liquid Stirred Vessel using Image Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama, K., R. Misumi and M. Kaminoyama
    • 学会等名
      16th European Conference on Mixing
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 層流域から乱流域における撹拌羽まわりのの流動状態のPIV計測による定量化2018

    • 著者名/発表者名
      袴田時生、三角隆太、上ノ山周
    • 学会等名
      第20回化学工学会学生発表会(東京)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] PIV Measurements of Fluid Velocuty Distribution in a Turning Radius of Imppeller Blades in Transition Regime2018

    • 著者名/発表者名
      Misumi, R., T., Hakamada, H., Tanabe, M., Kaminoyama
    • 学会等名
      16th European Conference on Mixing
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantification of Dispersion Phase Concentration Distribution in High Concentration Liquid-Liquid Stirred Tank Using Image Analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama, K., R. Misumi and M. Kaminoyama
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Separation Science and Technology (ICSST17)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高分散相濃度の液液撹拌槽における分散相濃度分布の画像解析による定量化2017

    • 著者名/発表者名
      杉山 幸司,三角 隆太,上ノ山 周
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会 (名古屋)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] PIV計測の回転座標変換によるラシュトンタービン翼周りの流速分布の定量化2017

    • 著者名/発表者名
      新井一輝、三角隆太、上ノ山周
    • 学会等名
      化学工学会第49年会秋季大会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] PIV measurements of discharge flow velocity distribution ahead of and behind rotationg blades in stirred tanks2017

    • 著者名/発表者名
      Arai,K., H.Tanabe, R. Misumi, M.,Kaminoyama
    • 学会等名
      10th World Congress of Chemical Engineering(WCCE10)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on the Mechanism of Mixing Enhancement in a Plastic Fluid by Aeration in a Stirred Vessel Equipped with a Concave Impeller2016

    • 著者名/発表者名
      M. Kaminoyama, H. Nakahara, R. Misumi, K. Nishi
    • 学会等名
      International Workshop on Process Intensification 2016 (IWPI 2016)
    • 発表場所
      Manchester(U.K.)
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2電極法を用いた小型翼付き撹拌槽における塑性流体の混合領域体積と混合過程の定量化2016

    • 著者名/発表者名
      杉山幸司, 上ノ山周, 仁志和彦,三角隆太
    • 学会等名
      日本混相流学会混相流シンポジウム2016
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 塑性流体撹拌槽の通気による混合促進機構の気泡通過経路と液流動状態に基づく検討2015

    • 著者名/発表者名
      中原ひかり,三角隆太,仁志和彦,上ノ山 周
    • 学会等名
      化学工学会群馬大会2015(関東支部大会) (群馬)
    • 発表場所
      群馬・桐生市
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Mechanism of Mixing Enhancement of a Yield Stress Fluid in a Stirred Vessel with Aeration2014

    • 著者名/発表者名
      M. Kaminoyama, S. Ikeda, H. Nakahara, R. Misumi, K. Nishi
    • 学会等名
      Separation Technology for Green Environment, in 67th Annual Session of the Indian Institute of Chemical Engieering(CHEMCON 2014)
    • 発表場所
      Chandigarh (India)
    • 年月日
      2014-12-27 – 2014-12-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of Agitation and Fluid Concentration on the Mixing Enhancement of a Yield Stress Fluid in a Stirred Vessel with Aeration2014

    • 著者名/発表者名
      M. Kaminoyama, H. Nakahara, S. Ikeda, R. Misumi, K. Nishi
    • 学会等名
      International Symposium on Mixing in Inderstrial Process VIII (ISMIP)
    • 発表場所
      Melbourne (Australia)
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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