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2006 Fiscal Year Annual Research Report

回転式流動層における流動化メカニズムの理論的解析とその応用

Research Project

Project/Area Number 06J07233
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

仲村 英也  大阪府立大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Keywords粉体工学 / 流動層工学 / 回転式流動層 / 遠心力場 / 粒子離散要素法 / 気泡流動層
Research Abstract

本研究の目的は回転式流動層における流動化メカニズムの理論的解析である。平成18度は特に、粒子混合挙動および気泡特性に関する基礎的研究を実施し、以下に示す知見を得た。
1.回転式流動層における粒子混合特性の数値解析
粒子離散要素法(DEM)および数値流体力学(CFD)カップリングモデルを用いた、回転式流動層内における粒子運動モデルを提案し、数値シミュレーションによる粒子混合特性の数値解析を行った。数値計算および実験結果は良好な定量的一致を示しており、提案したモデルの妥当性を確認した。さらに、粒子混合速度に着目し、種々の操作条件下おける粒子混合速度定数は、無次元加速度・気泡Froude数・無次元半径の3種類の無次元数で特性化可能であることを明らかにした。
2.回転式流動層における気泡径成長モデルの構築
回転式流動層において発生する気泡径を高速度ビデオカメラにより実験的に計測し、気泡成長のモデリングを行った。風速および遠心加速度を動径方向の局所的な変数として扱い、さらに、ガス分散版からの動径方向距離の増加に伴う気泡体積の増分を考慮する関数を導入した段階気泡成長モデルを提案した。提案したモデルは、既往のモデルよりも高い精度で実験結果を推算可能であった。
3.回転式流動層における気泡速度の実験的解析
回転式流動層において発生する気泡の速度を、画像解析を用いて実験的に解析した。その結果、気泡速度分布は対数正規分布に従うことを見出した。さらに、遠心加速度を増加させても、その気泡速度定数は変化しなかったことから、回転式流動層では強大な遠心力と比較して、気泡間の相互作用が無視小となることを明らかにした。

  • Research Products

    (4 results)

All 2007 2006

All Journal Article (4 results)

  • [Journal Article] Numerical modeling of particle fluidization behavior in a rotating fluidized bed2007

    • Author(s)
      Hideya Nakamura
    • Journal Title

      Powder Technology 171

      Pages: 106-117

  • [Journal Article] Numerical modeling of particle fludization behavior in a rotating fluidized bed2006

    • Author(s)
      Hideya Nakamura
    • Journal Title

      Studies in Surface Science and Catalysis 159

      Pages: 505-508

  • [Journal Article] Numerical simulation of film coating process in a novel rotating fluidized bed2006

    • Author(s)
      Hideya Nakamura
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin 54

      Pages: 839-846

  • [Journal Article] Fluidization of nanoagglomerates in a rotating fluidized bed2006

    • Author(s)
      Jose Quevedo
    • Journal Title

      AIChE Journal 57

      Pages: 2401-2412

URL: 

Published: 2008-05-08   Modified: 2016-04-21  

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