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2015 年度 実績報告書

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
研究機関横浜国立大学

研究代表者

上ノ山 周  横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50233945)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード化学工学 / 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
研究実績の概要

英国ITS社から導入した電気抵抗方式トモグラフィー計測システムの稼働テストを引き続き遂行している。ITS社の計測システムの中身がブラックボックスに近いため、分散相の画像を再構成するために必要となる感度行列を自前で構成することに注力している。
これとは別に、光透過性の降伏応力流体であるカルボキシビニルポリマー水溶液に通気をした際の混合促進効果につき、槽外部からの観察と塩化カリウム水溶液をトレーサとして槽内カバーン領域に注入し、カバーンの内外で経時的にサンプリングをすることにより検討した。通気気泡によりカバーン外へ持ち出される流体の状況(流量と循環方向)を数学的モデルを用いて定量化したところ、回転数の増大に伴い3パターンに変化することを明らかにした。またカバーン外での流体循環時間と混合達成時間とを定義し、後者は前者の約3倍となることを明らかにした。これらの研究成果は、この9月に英国マンチェスターで開催されるIWPI2016にて発表する予定である。
さらに同降伏応力流体の撹拌槽におけるカバーン形成状況を2点電極法により簡便に定量化することを試み、可視化実験の結果と照合することで同計測法の妥当性を検証した。この研究成果は、この8月に京都で開催予定の日本混相流学会年会で報告する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

市販の計測システムの立ち上げに時間を要している。同システムは電位差データを取得することのみに使用し、画像の再構成は、自前で遂行することを視野に入れ始めた。

今後の研究の推進方策

光透過性の降伏応力流体から、光不透過性のスラリー系流体への展開を成し遂げたい。
スラリー系では、光学的可視化法は、適用不可となるため、多点電極法や、電気抵抗トモグラフィー計測法を掌中に収め、検討していきたい。

次年度使用額が生じた理由

年度末の大阪・関西大学への出張旅費で使い切ることができず、4万円弱の繰越金が生じた。

次年度使用額の使用計画

平成28年度の物品費もしくは旅費に加算して使用する。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (1件)

  • [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

    • DOI

      ISSN0914-2843

  • [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 – 2015-11-28

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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