DEMとCIP法を用いる固体微粒子けん濁液の乾燥挙動シミュレーション

概要

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固体微粒子けん濁液の乾燥により得られる粒子層構造の制御に必要な知見を得るために気液二相流体流れを計算するCIP法と粒子挙動を計算するDEMを連成した固体微粒子けん濁液の乾燥シミュレーション法を提案した．けん濁液の乾燥過程で分散微粒子に作用する力として微粒子間相互作用による接触力，液膜付着力，Van der Waals力および電気二重層により生じる静電気力と，粒子流体間相互作用による流体抵抗力，潤滑力，ブラウン揺動力および液面上に浮遊する粒子に働く表面張力を考慮した．提案したシミュレーション法の信頼性を確認するために，粒子分散状態と乾燥速度を変化させて平板上の微粒子けん濁液の乾燥挙動をシミュレートした．乾燥により形成された粒子充填層の表面構造は実験とシミュレーションで良く一致した．次に，けん濁液の乾燥過程における微粒子挙動と乾燥粒子層構造の関係を提案したシミュレーション法を用いて微視的に検討した．平板上に積み重なった粒子群の最下層の粒子配列が粒子充填構造に大きく影響した．また，乾燥速度の増加による粒子間接触力の増加が粒子充填構造を乱すことがわかった．
2008-05-20