機械的振動の導入による微粉体の流動化・対流混合状態の制御と工学的応用

引入机械振动控制细粉流态化和对流混合及工程应用

基本信息

批准号：
20K05196
负责人：
馬渡佳秀
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では微粉体層の振動場におけるガス流動化状態をより正確に予測もしくは評価する手法を構築することを目的の一つに挙げている。本年度では画像解析による粉体層のフローパターンの数値化による指標化と粉体層のガス透過時の圧力損失および平均空隙率の関係との対応関係を併せ，振動場とガス流れ場の併用による微粉体の流動化機構について検討した。デジタルビデオカメラ等による挙動観察では，ガス通気量が小さい範囲ではおおむねガスチャネルが常在化する静的なフローパターンが得られたが，振動振幅の増加と共に徐々に連続的にガスチャネルが破壊再生する動的な流動状態に遷移することがわかった。このことは，画像解析による輝度値の標準偏差の時間変動特性からも十分に探索することが可能であることが確認できた。また，振動振幅が大きくなることで凝集体の破壊が進行する一方で，粉体層全体の振動伝播由来の圧密が同時に進行し，粉体層の流動化状態の活性化は静的なフローパターンに遷移することが可視化による観察結果から得られた。この結果は過去の研究代表者により部分的に見出された結果を再現しており，今回の画像解析による輝度値の変動特性による評価においても構造破壊を伴うことによる輝度値変動の程度が減少していることで示された。これらの成果により，層内のフローパターンの変化を定量的に表現・分類する手法提案の可能性が得られたが，ガス流れ・振動の併用場における諸現象の全体像を把握するために異なる粒子物性での検証が必要であることが示唆された。

本研究的目标之一是开发一种方法来更准确地预测或评估细粉床振荡场中的气体流化状态。今年，我们将通过图像分析量化粉末床的流动模式以及气体渗透通过粉末床期间的压降与平均孔隙率之间的关系来结合索引，并且我们将使用振动场和气体的组合研究了细粉的流化机理。使用数码摄像机等进行的行为观察表明，在气体通气量较小的范围内，获得了通常存在气体通道的静态流动模式，但随着振动幅度的增加，气体通道逐渐且连续地破裂并发现存在向动态流动状态的转变。通过图像分析，可以根据亮度值的标准偏差的时间变化特性来充分研究这一点。另外，随着振动振幅的增大，聚集体的破坏不断进行，同时，由于振动在粉体层内传播而导致的固结同时进行，粉体层的流化状态的活化是由静态流动模式引起的。观察结果通过可视化表明过渡到。该结果部分地再现了主要研究人员过去发现的结果，并且在这次通过图像分析进行的亮度值波动特性的评价中，由于结构破坏而导致的亮度值波动的程度也减少了。正在做。这些结果使得提出一种定量表达和分类层内流动模式变化的方法成为可能，这表明有必要使用颗粒物理特性进行验证。