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Monitoring and control of two-phase slug flow in microdevices with multi-channels

多通道微型装置中两相段塞流的监测与控制

基本信息

批准号：
19K05140
负责人：
殿村修
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

マイクロデバイスの特徴は流路の寸法を大きくすると失われるため，流路のナンバリングアップ（並列化）によりデバイスの処理量が増大される。本研究では，気液二相スラグ流を伴う多流路デバイスを対象とする。スラグ流は，混ざり合わない流体が交互に流れる流動状態であり，従来デバイスよりも界面積が一様で大きく，かつ，スラグ内で循環流が生じることから，高い物質移動速度をもたらし，反応の高い空時収量を示す。その実用化に向けて，ナンバリングアップによる量産化技術，スラグ生成周期やスラグサイズが希望値を達成しているか，異常によりそれらがシフトしていないか，といった制御・モニタリング技術の方法論の構築が本研究の目的である。2019年度（令和1年度）は「気液二相スラグ流生成・流動のモデリング」，2020年度（令和2年度）は「多流路デバイスの気液二相スラグ流生成周期・サイズの制御・モニタリング」，2021年度（令和3年度）は「スラグサイズシフトのモニタリング」に取り組んだ。これまでの研究成果を踏まえて多流路デバイスを用いたスラグ流実験システムを構築した際，流路並列数を増加するにつれて流体均等分配の制御性が低下したことから，2022年度（令和４年度）は，数値流体力学（CFD）シミュレーションにより，デバイスへの流体供給部の設計を変更し，流体均等分配制御，および，スラグ流生成周期・サイズのモニタリング手法の有用性を検証した。

The characteristics of the flow path increase the processing capacity of the flow path and increase the processing capacity of the flow path. In this study, the two-phase liquid flow is accompanied by multiple flow paths. The flow state of the mixed fluid is different, the boundary area of the mixed fluid is different, the circulation current in the mixed fluid is different, the movement speed of the high material is different, and the high space time is different. The goal of this study is to construct a methodology for the development of mass production technology, the generation cycle, the growth cycle, and the growth cycle to achieve desired values. In fiscal 2019 (fiscal year 2019), the "generation cycle of gas-liquid two-phase flow" was selected; in fiscal year 2020 (fiscal year 2019), the "generation cycle of gas-liquid two-phase flow" was selected; and in fiscal year 2021 (fiscal year 2019), the "generation cycle of gas-liquid two-phase flow" was selected. The research results show that the number of parallel flow paths increases, and the control property of fluid uniform distribution decreases. In 2022, the design of fluid supply part of CFD system is changed. The control property of fluid uniform distribution decreases. The usefulness of the Google stream generation cycle·Monitor Monitoring method was verified.