分散を考慮した凝集粒子捕集に関する研究

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凝集粒子を繊維層フィルタにより捕集する場合に起こると予想される分散・沈着同時過程での複雑な粒子挙動を定量的に評価することを目的とし、離散要素法を基にした修整離散要素法モデルを開発し、シミュレーションを行った。平成13年度に構築したモデルにより単一の凝集体が繊維に衝突した時の挙動ならびに捕集率の粒子-繊維間付着力、衝突角度等の諸物性に対する依存性を推定することが可能となった。これは画期的な結果と言えるが、未だ単一の凝集体の挙動を解析するモデルにとどまっていた。平成14年度は、このモデルを用い実際の繊維層フィルタ中での捕集効率を推算することを目指した。計算リソースの制約から実際に複数の繊維ならびに凝集粒子を想定し計算を行うことは不可能である。そこで単一の凝集粒子の構成粒子数、衝突角度を変えてシミュレーションを行いテーブル化し、確率論的に取り扱うことにより繊維層全体での捕集効率を算出するようにモデル化を行った。得られた結果は、単一凝集体の場合の結果から類推されるように、凝集していない単独の粒子の場合と比較して凝集体を捕集する場合には捕集効率が大幅に低下するということが明らかとなった。結果の定量的な妥当性を検証するために実験との比較を行う予定であったが、実際の凝集体の形状を定量的に測定することが出来なかったため未だ定量的な比較には至っていない。今後の課題である。成果は現在投稿準備中であるため出版物はないが、本研究の結果の一部は化学工学会第35回秋季大会(於神戸大学)ならびに第40回粉体に関する討論会(於宇都宮大学)にて発表済みである。