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Establishment of waste plastics sensing technology by using process tomography

过程层析成像废塑料传感技术的建立

基本信息

批准号：
16J06978
负责人：
廣瀬裕介
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J06978/
关键词：
トモグラフィー電気キャパシタンス温度分布プラスチック電気キャパシタンストモグラフィ温度分布計測プラスチックの誘電率温度依存性ポリカーボネートポリエチレン溶融プラスチックプラスチック比誘電率温度依存性

项目摘要

「3-1 シミュレーション」では、今年度までに実施した実験について、その状態を再現するために数値解析シミュレーションを実施した。そのシミュレーションは実験の通りに空気で満たされた流路にプラスチックが流入していく状態も再現するために、自由表面流の解析法であるVOF (Volume of fluid)法を用いた。この手法を用いてシミュレーションを実施し、シミュレーション結果の取得に成功した。次に「3-2 実験とシミュレーションとの比較検討」ではこの結果を用いて電気キャパシタンストモグラフィ（ECT）の3D温度分布を定量的に評価するために、ECTの平均温度、シミュレーションの平均温度、そして、温度の誤差を計算した。温度の誤差は時間依存の測定した平均温度のシミュレーションで得られた平均温度からの偏差を、シミュレーションで得られた平均温度で除したものである。まず、ECTの平均温度とシミュレーションの平均温度の両計算結果は冷却時間経過とともに減少していた。冷却の勾配はECTの平均温度よりもシミュレーションの平均温度の方が小さい結果となった。つまり、ECTの平均温度はシミュレーションの平均温度よりも温度が下がりにくい結果である。その両結果を用いて計算した温度の誤差は0.750 %から2.70 %まで冷却時間経過とともに増加した。温度の誤差が発生した原因として流路内に微小な空気が混入したこと、プラスチックの密度が一様でないこと、そして、ECTセンサ内壁の比誘電率変化が原因として考えられる。しかしながら、温度の誤差は「3-3 まとめ」の目標である計測誤差5%以内よりも低く、最大でも3％以内であるため、センシング技術に必要なECTを用いた3D温度分布の取得に成功したといえる。

"3-1" is implemented this year, and the status of the system is reproduced. The VOF (Volume of Fluid) method is applied to the analysis of free surface flow. This method was successfully implemented. The results of this study were evaluated quantitatively using the 3D temperature distribution of ECT, the average temperature of ECT, the average temperature of ECT, and the error of temperature. The error of temperature is time dependent. The average temperature is determined by the deviation of temperature. The average temperature of ECT decreases with the cooling time. The average temperature of the cooling system is different from that of the ECT. The average temperature of ECT is higher than that of ECT. The error of temperature calculated by the method is 0.750% and the cooling time is increased. The reason for temperature error is that minute air particles in the flow path are mixed into the density of the inner wall of the ECT. The measurement error is within 5%, the maximum error is within 3%, and the necessary ECT technology is successfully used in 3D temperature distribution.