【粉体】粉体シミュレーションの解析事例vol.9 　ホッパーの解析事例Ⅰ

2021年06月03日

今回はホッパーの設計検討事例をご紹介させていただきます。

排出プロセスの解析事例

背景
前回は、ホッパーの排出プロセスに対して、流動性が異なる粉体の偏析状況を確認しました。もちろん粉体の性質は偏析に大きく影響しますが、装置の設計も偏析の要因となります。実験で装置の設計を検討する場合、複数の実験機を作る必要があります。そのため、検討コストが高くなります。代わりに、設計検討の段階でシミュレーション技術を利用することによって、検討コストを下げることができます。

目的
異なるホッパーの角度による偏析への影響を確認します。

解析モデル
下記のように角度が小さい場合と角度が大きい場合のホッパー設計で解析しました。
２ケースとも同じ粉体材料を使用します。

角度（小）	角度（大）

解析結果および考察
各ケースの粉体挙動結果は下記になります。

角度の違いにより排出時間が異なることが分かります。下記のグラフで偏析現象を確認しました。ホッパー内に残っている総粒子の体積（割合）を横軸に、赤い粒子の体積割合を縦軸に設定しました。赤い粒子の体積割合が50%になるように設定しているため、50％から外れると偏析が発生したことになります。
その結果、角度（小）は角度（大）より偏析していたことが分かりました。

シミュレーションを活用することによって、簡単に設計案を検討することができます。
次回は他の設計案の検討もご紹介します。

[From L. Chiew]

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