| 研究課題/領域番号 |
13305054
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
化学工学一般
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
増田 弘昭 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026310)
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| 研究分担者 |
丸山 博之 京都大学, 工学研究科, 助手 (90303867)
田之上 健一郎 山口大学, 工学部, 講師 (70293892)
松坂 修二 京都大学, 工学研究科, 助教授 (10219420)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| キーワード | 管内固気二相流 / 摩擦帯電 / 帯電量分布 / 接触電位差 / 初期電荷 / 混合粉体 / 帯電制御 / トリボチャージ |
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| 研究概要 |
管内固気二相流における粒子の摩擦帯電(トリボチャージ)について理論的および実験的に検討した。粒子と管壁との接触電位差に基づく電荷の移動および粒子の帯電に伴う電荷移動の抑制効果を考慮して、粒子と壁との衝突帯電の基礎式を立てた。さらに、(1)衝突回数、(2)粒子の初期電荷、および(3)衝突帯電因子のそれぞれに分布関数を導入し、各要素の影響を評価できる帯電量分布の一般式を導出した。本理論を確証するため、粉体を気流中に分散させて固気二相流とし、個々の粒子が管の内壁と衝突して得た電荷を測定する装置を製作した。正帯電性粉体および負帯電性粉体を用いて、帯電量分布に及ぼす流速、管の長さの影響について検討した結果、実験結果と理論計算結果との間には良好な一致が認められた。また、二種の粉体を混合して供給すると低濃度では、それぞれの粉体の帯電量分布の一次結合によって説明でき、濃度を高くすると正・負の帯電粒子の相互作用が現れた。金属管の材質を変えて接触電位差を変えると粒子の帯電符号を任意に制御できることも分かった。管の材質の違いは粒子の帯電過程および最大帯電量に影響するが、粒子の帯電過程は理論検討によって定式化された指数関数を用いて統一的に評価できるため、異なる材質の管を帯電特性を考慮して組み合わせると管内を流れる粒子の帯電量を任意に制御できる。本研究では、粒子の帯電量を制御するための装置のシステム化および解析のための理論を構築した。
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