| 研究概要 |
流体中の微粒子を分級するには, 従来より遠心沈降の原理に基づいた装置が最もよく用いられている乾式分級では最近になって慣性力を利用した分級機もあるが, 湿式では慣性力分級はおこなわれてないい. これは, 液体中では粒子の停止距離が短いためであり, また慣性力で分離された粒子が再び流体に同伴されて運び去られてしまう可能性が強いためである. しかしながら乾式分級ではこのような問題点が少ないために流れ場の設計が充分におこなわれているとは言えない. また乾式ではレイノルズ数が大きいために強い乱流場での分級となり, 乱流拡散の問題がある. 一方, 微粉体を取り扱うプロセスの中には, できれば液体中での分級をしたい場合も多い.
本研究ではち旋回を伴った急激な反転上昇流場での湿式分級を検討しており, 比較的容易に従来の分級機並の性能を得ることができた. 湿式で慣性力分級をおこなうために最も重要な点は流れ場の設計である. 本研究では, 二重管の外筒を降下したスラリーが内筒の先端で急激に反転上昇する流れ場を使っている. 分級性能は流速や管径などにも依存しているが, 分級空間での流れの安定性が重要な因子となっている. そのために, 分級部の形状に工夫をし, またわずかにひねりを加えることによって安定した流れを使っている. つまりスラリー供給側の流れを旋回させることによって中心軸に対称な流れを安定化させられることがわかった.
小型計算機による流れの解析用ツール群の開発をおこなった. このソフトウェアツール群はFORTH言語で記述されており, 実数演算・配列演算式の記述を容易にし, さまざまな計算に利用することができる. この有用性はシミュレーション実験(流れ解析)を通じて確認された.
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