底面ノズルによる3次元流動層の数値シミュレーションと実験的検証 Numerical Simulation of Three Dimensional Fluidized Bed Using Nozzles at Botton and Experimental Verification

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抄録

離散要素法よりは多くの粒子を計算できる hard sphere モデルを用いて, 底面の十箇所のノズルから空気が噴出する3次元流動層の数値シミュレーションを行った.本計算では約 3.3 × 10<SUP>5</SUP> 個の粒子を計算している.また, 気流の流れ場は Navier-Stoke 式と連続の式を連立させて Eulerian 的に解き, さらに粒子軌跡は Lagrangian 形の運動方程式より求め, 両者の相互作用を考慮しながら計算を行った.また, 数値計算の妥当性を検証するため全く同一の条件で行った実験結果と比較した.流動層中の気流速度は, 粒子濃度が非常に薄い所に限られるが, レーザードップラー流速計 (LDA) により測定し, 粒子速度はビデオカメラにより撮影し求めている.その結果, 実際に出現する大規模不安定流れを計算結果はよく表現しており, この方法でそれらを予測することがほぼ可能であることがわかった.また計算結果は平均速度分布等の通常の実験結果を, 多体接触が支配的なほど粒子濃度が濃い所を除けば, 表現可能であることがわかった.本研究によってまず現実の流動層の数値シミュレーションへの橋頭堡を築くことが出来たと考えられる.

For better understanding of gas and particle motion in a fluidized bed, we have solved numerically the locally averaged three-dimensional Navier-Stokes equations and the Lagrangian equations of particle motions considering the collisions between particles and the mutual interactions between the gas and particles. Finite difference methods were used. In this simulation, the locally averaged variables, such as gas velocities, were obtained by averaging the point variables over a very small region which is one computational cell. Small stress terms caused by fluctuations from the locally averaged values are neglected at the present stage. For calculating collisions, particles were treated as hard spheres of which collision time is zero, that is, a collision occurs between only two particles. Results show that the hard sphere collision model could be applicable to simulate the flow fields in relatively dilute particle concentration fluidized beds.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 22(1), 67-75, 1996-01-20 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  12件

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被引用文献:  5件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002667953
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    3918366
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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