リサイクリング

[2207] 液架橋力を考慮したDEMシミュレーションによるパン型ペレタイザ内における湿潤粒子の挙動解析

^〇藤橋大輝¹, 綱澤有輝¹, 酒井幹夫³, 所千晴² (1.早稲田大学大学院, 2.早稲田大学, 3.東京大学大学院)

司会: 広吉直樹 (北大)

キーワード：DEM, Liquid bridge, Wet particle

粉体操作では試料に少量の液体を添加するプロセスが数多く存在する。湿潤状態の粒子間には液架橋が形成され付着力が作用し，装置への付着や粒子同士の凝集などの現象が生じるため，粒子の挙動は乾燥状態とは大きく異なる。そのため湿潤粒子の挙動の把握はプロセスの操業条件を決定する上で非常に重要である。しかしながら，例えば造粒操作では，装置の回転数や添加する液量，湿度の影響など多くのパラメータが湿潤粒子の挙動に関与するため，その挙動は複雑なものとなり，定量的な把握は困難である。 そこで本研究は，DEMシミュレーションを用いてパン型ペレタイザにおける湿潤粒子の挙動解析を試みた。既存の数値計算モデルに液架橋力理論を導入することで液量や表面張力などパラメータを考慮するとともに，JKR理論を用いた新規接触モデルを組み込み，粒子の物性値から接触中の付着力を定量的に再現するモデルを構築した。シミュレーションの妥当性の検証として，粒子の挙動，速度分布，粉体層の崩落角度に関して高速度カメラで撮影した実験との比較を行なった。構築した数値計算モデルは水分量や回転数を変化させた場合でも実験結果を良好に再現することが出来た。