流動化粒子として石英砂を使用した円筒形高温流動
層における気泡径
著者
幡手 泰雄, 右田 光伸, 川畑 のり子, Desmond F.
King, 碇 醇
雑誌名
鹿児島大学工学部研究報告
巻
30
ページ
153-157
別言語のタイトル
Bubble size in an cylindrical fluidized bed at
elevated temperatures using a quartz sand as
fluidizing particles
流動化粒子として石英砂を使用した円筒形高温流動
層における気泡径
著者
幡手 泰雄, 右田 光伸, 川畑 のり子, Desmond F.
King, 碇 醇
雑誌名
鹿児島大学工学部研究報告
巻
30
ページ
153-157
別言語のタイトル
Bubble size in an cylindrical fluidized bed at
elevated temperatures using a quartz sand as
fluidizing particles
撮影し，気泡径に及ぼす温度，流動化ガス速度および 層高の影響を検討した。
幡手泰雄・右田光伸*'・川畑のり子*２
DesmondF・King*3．碇醇*↓
（受理昭和63年５月31日）
ＢＵＢＢＬＥＳＩＺＥＩＮＡＣＹＬＩＮＤＲＩＣＡＬＦＬＵＩＤＩＺＥＤＢＥＤＡＴＥＬＥＶＡＴＥＤ
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流動化粒子として石英砂を使用した
円筒形高温流動層における気泡径
緒 言 石炭流動層燃焼ボイラーは将来の火力発電所におけ る石炭専焼炉といわれており，我国においても実用化 に向けて開発研究が進展している。しかしながら，高 温時の気泡或いはスラッグの流動特性に関しては基礎 的研究がほとんどなく，装置開発上大きな障害となっ ている。 本研究では，半円筒型流動層を用いた600Ｋにおける気泡群の挙動の研究に引き続き')，円筒型流動層を
用いて，流動層表面上の気泡群を高速ビデオカメラで １ ． 実 験 試料使用した流動化粒子は平均径281ﾉαｍ，密度2
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実験装置Fig.１に実験装置の概略を示す，塔本体 は内径147mm，塔高2100mmの鉄製円筒で，一段目の予 熱部をかねた蓄気室と４段からなる流動層部で構成さ れている。塔の上部に，観察用箱が取り付けられてお り，中央部の石英ガラスを通して流動層表面の気泡群 の様子を観察する事ができる。塔の各場所に前後左右 ４本ずつ９カ所圧力タップ，また側面に６カ所熱電対 挿入管を設け，塔内各部分の圧力と温度が測定でき る。塔周囲には円筒熱板及び保温材（カオウール）が 取り付けられている。ガス分散器（分散板）は，鉄製 新日鉄㈱，＊２日立ソフト㈱， ChevronResearchCompanyCO.， 鹿児島工業高等専門学校 Ｔｌ。。４坐＊＊＊
１５４ 鹿 児 島 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 ３ ０ 号 （ 1 9 8 8 ） の厚さ５mmの多孔板で，径１mmの孔を正方形配置で 177個あけたもので，開孔比は0.82％である。 実験操作塔内に所定量の石英砂を仕込み，コンプ レッサーで空気を送り流動化させながら，加熱を開始 した。所定の温度に達した後，まず最小流動化速度を
測定し，次に所定の過剰ガス速度ＵＧ−Ｕ耐′の下，
1800分の１秒の露出時間をもつ高速度ビデオカメラで 流動層表面の気泡群を撮影した。その際，４５度に傾斜 した反射鏡を観察箱上に置き，高速度カメラは水平方 向から撮影した。 気泡径解析法気泡径の測定はＶＴＲモニター上で行った2)。すなわち，ビデオモニター上で，検定気泡
を破裂直前の状態とし，その縦及び横方向の長さを測 り，それらの平均値をその気泡の直径とした。同一条件につき120個程度の気泡の直径を求め，それらの体
積平均径を平均径とした。この平均径は厳密には
eruption平均径と言うべきであるが，後述の相当径と
区別する時以外は平均径と記述する。>
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２．実験結果及び考察 Ｔａｂｌｅｌに実験条件を示す。静止層高５−３０cm，過 剰ガス速度１−８cm/s，流動層内温度300-1000Ｋの 範囲で行った。Fig.２に，最小流動化速度に及ぼす温 度の影響を示す。図中の実線はErgunの式から計算 した結果を示す。この式には±35％程度の誤差が見込 まれており，本研究で得られた実測値はErgunの式 と比較的良く一致している事がわかる。Figs､３，４ 及び５に，それぞれ過剰ガス速度ＵＧ−Ｕ流,が３，４ 及び８cm/ｓ一定とした時の気泡径と層高との関係を 示す。これらの図から，温度600-1000Ｋでの気泡径 は余り差がないが，300Ｋ（常温）に比較して大きい 事がわかる。特に，ＵＧ−Ｕ碗′が３cm/ｓの場合には 600Ｋ以上の高温での気泡径は常温でのそれと比べて 極めて大きい。ＵＧ−Ｕｍﾉが８cm/ｓとスラッグ流（付 近）では，その差は小さくなる。これは，次の図で明 らかなように，高温では過剰ガス速度の小さい場合で Topvicw Ｆｉｇ．１Experimentalapparatuss /ｍ ｏ ﾔｰ ﾉ un - on l Eq p uE 』 3ｑ ｕ ３３ “ 3q u on E I3 H f・ 8 1Ｊ 。咳呼９￥柔マュ'q弔畢蓄嘉卑房￥刺マ認副当の 剥凹鴬《ﾍ導＞房￥ﾐ？謡蚕一号Ｑ寺‘§伽導、弔豊署ｑ 寺 剰 ９ − 鼎 ⑦ x O O O I -0 -0 9 ‘ ご 仰 平 咳 呼 q : 身 亘 1 蚕 Ｔ ｐ − ｑ
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