粉体精製の基礎と応用（Fundamental and Application of Powder Processing）

[1501-04-01] 位置と力を測定するLagrangianセンサ －固気流動層中の物体浮沈現象への適用－

○原田 周作¹ (1. 北海道大学)

司会：所　千晴（早稲田大学）
Chairman: Chiharu Tokoro (Waseda University)

キーワード：固気流動層、Lagrangianセンサ、比重分離

流体中で自由運動を行う物体の位置と作用力を非接触で測定する無線式センサシステムを開発した．本システムは，複数のMEMSセンサ，信号処理ICおよび無線モジュールを内蔵し，周囲の流体運動に追従しながら物理量を測定するLagrangianセンサと，勾配磁場を発生するHelmholtzコイルなどの周辺機器によって構成される．このシステムを用いることにより，外部から観察することのできないような装置内での物体の鉛直方向位置および作用力を非侵襲かつリアルタイムで測定することが可能である．本研究では，開発したLagrangianセンサを固気流動層中に投入し，さまざまな密度条件および流動条件における物体位置および作用力の直接測定を行った．測定結果から，流動層内部を上昇する気泡との干渉によって物体に周期的な上下方向の力が作用すること，物体の浮沈運動が流動媒体の見かけ密度だけでは決定しない複雑な機構を有することなどを明らかにし，固気流動層を用いた乾式比重分離プロセスにおける最適操作条件の解明に資する知見を得た．