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2017 年度 実績報告書

高気相体積率スラリー気泡塔のスケールアップ支援用流動予測技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H03920
研究機関神戸大学

研究代表者

冨山 明男  神戸大学, 工学研究科, 教授 (30211402)

研究分担者 細川 茂雄  神戸大学, 工学研究科, 准教授 (10252793)
林 公祐  神戸大学, 工学研究科, 准教授 (60455152)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード混相流 / 気泡塔 / スラリー
研究実績の概要

高気相体積率スラリー気泡塔のスケールアップ支援用流動予測技術の開発を目的とし,既開発のモデル・計算技術・計測技術,及び新規に製作した流動実験装置を活用し,スラリー気泡塔内流動総合試験を実施した.具体的には,塔径,水位および気相体積流束を幅広い範囲で変化させ,スラリー気泡塔内体積率の支配因子を明らかにするとともに,既存の体積率評価式の適用性を調べた.その結果,既存の評価式では適用範囲が限られることがわかったため,実験で得られた知見に基づき幅広い実験範囲を網羅できるスラリー気泡塔内体積率評価式を構築した.さらに,液相粘度が気相体積率に及ぼす影響に関する実験データも取得し,その影響を評価式に取り込んだ.また,高気相体積率スラリー気泡流内を流動する大気泡に着目し,高速度カメラの撮影画像から大気泡速度を測定するとともに,既存の気泡の抗力係数相関式の適用性を検討した.その結果,スラリー内気泡の抗力係数は既存のモデルで予測できないことが判明したため,擬二次元気泡塔を作成し,スラリー内を上昇する気泡の上昇測度を精密に測定した.また,スラリー内気泡の抗力係数の支配因子を明らかにするとともに,抗力係数相関式を作成した.気泡からの物質移動に関する実験データ整備及び評価式の開発を行うとともに,その評価式内で必要となる気泡形状の相関式についても清浄系・汚染系気泡実験を広範囲の条件で行い高精度な相関式を開発した.これらの実験により得られた高気相体積率スラリー気泡塔内気泡に関する知見を既開発の固気液三相気泡流計算技術に組み込むとともに,計算手法の改良も行い,高気相体積率スラリー気泡塔のスケールアップ支援用流動予測を開発した.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(Germany)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
  • [国際共同研究] Hamburg University of Technology(Germany)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Hamburg University of Technology
  • [国際共同研究] ICPF of Czech Academy of Sciences(チェコ)

    • 国名
      チェコ
    • 外国機関名
      ICPF of Czech Academy of Sciences
  • [国際共同研究] Texas A&M University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Texas A&M University
  • [雑誌論文] Shapes of Single Bubbles in Infinite Stagnant Liquids Contaminated with Surfactant2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Aoyama, Kosuke Hayashi, Shigeo Hosokawa, Akio Tomiyama
    • 雑誌名

      Experimental Thermal and Fluid Science

      巻: 96 ページ: 460-469

    • DOI

      10.1016/j.expthermflusci.2018.03.015

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Semi-Empirical Correlation for Counter-Current Flow Limitation at the Upper or Lower End of Vertical Pipes2018

    • 著者名/発表者名
      Raito Goda, Kosuke Hayashi, Karen Vierow Kirkland, Murase Murase, Akio Tomiyama
    • 雑誌名

      Nuclear Engineering and Design

      巻: 328 ページ: 182-187

    • DOI

      10.1016/j.nucengdes.2018.01.014

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of Surfactant on Lift Coefficients of Bubbles in Linear Shear Flows2018

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Hayashi, Akio Tomiyama
    • 雑誌名

      International Journal of Multiphase Flow

      巻: 99 ページ: 86-93

    • DOI

      10.1016/j.ijmultiphaseflow.2017.10.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 散気管内外の流れに散気孔周方向角度および液相粘度が及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤稜,林公祐,冨山明男
    • 雑誌名

      化学工学論文集

      巻: 44(1) ページ: 59-66

    • DOI

      10.1252/kakoronbunshu.44.59

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interfacial and Wall Friction Factors for Swirling Annular Flow in a Vertical Pipe2018

    • 著者名/発表者名
      Hayato Funahashi, Karen Vierow Kirkland, Kosuke Hayashi, Shigeo Hosokawa, Akio Tomiyama
    • 雑誌名

      Nuclear Engineering and Design

      巻: 330 ページ: 97-105

    • DOI

      10.1016/j.nucengdes.2018.01.043

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Lift Force Acting on Single Bubbles in Linear Shear Flows2017

    • 著者名/発表者名
      Shohei Aoyama, Kosuke Hayashi, Shigeo Hosokawa, Dirk Lucas, Akio Tomiyama
    • 雑誌名

      International Journal of Multiphase Flow

      巻: 96 ページ: 113-122

    • DOI

      10.1016/j.ijmultiphaseflow.2017.07.003

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mass Transfer from Single Carbon-Dioxide Bubbles in Electrolyte Aqueous Solutions in Vertical Pipes2017

    • 著者名/発表者名
      Yohei Hori, Kosuke Hayashi, Shiego Hosokawa, Akio Tomiyama
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 115 ページ: 663-671

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.07.087

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Azimuthal Angle of Aeration Hole on Flows Inside and Outside an Air Diffuser Pipe2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Sato, Tatsuya Miyayoshi, Kosuke Hayashi, Akio Tomiyama
    • 雑誌名

      Experimental Thermal and Fluid Science

      巻: 89 ページ: 90-97

    • DOI

      10.1016/j.expthermflusci.2017.07.023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Separator Performance with Modified Pick-Off Ring and Swirler2017

    • 著者名/発表者名
      Hayato Funahashi, Kosuke Hayashi, Shigeo Hosokawa, Akio Tomiyama
    • 雑誌名

      Nuclear Engineering and Design

      巻: 322 ページ: 360-367

    • DOI

      10.1016/j.nucengdes.2017.07.002

    • 査読あり
  • [学会発表] Spatiotemporal Flow Structure of Counter-Current Two-Phase Annular Flows2017

    • 著者名/発表者名
      Raito Goda, Katsuya Mori, Kosuke Hayashi, Shigeo Hosokawa, Akio Tomiyama
    • 学会等名
      ANS Winter Meeting and Nuclear Technology Expo
    • 国際学会
  • [学会発表] 鉛直円管内旋回気液二相流の圧力損失に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      船橋駿斗, 木下博仁, 林公祐, 細川茂雄, 冨山明男
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2017

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-10-19  

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