エクセルギー損失を最小化したプロセスの設計と運転の基礎研究

苷蔗 寂樹
(東京大学生産技術研究所 エネルギー工学連携研究センター 特任准教授)

2013年9月4日水曜日

激動の八月と宿題・・・

すっかりご無沙汰気味ですね・・・

さぼっていたわけではありません。
この暑い夏にもかかわらず、必死で仕事をしております。
特に、8月、9月は学会が増えてくる時期で・・・
そのための準備やらなにやらですっかり時間が過ぎてしまいました。

8月5、6日は都内新宿にある工学院大学にて開催された日本エネルギー学会にて発表しました。
その次の日、7日は愛知県にある某企業さんの工場見学に・・・これまで見たくても見れなかった装置が見れたので、大興奮でした。

一週間あいて、18日からはWCCE&APCChEに参加するため、韓国ソウルに移動。


その後、発表をおこないました。この発表は本研究の基盤となる研究の内容で、今年の学会発表の中では非常に重要と考えておりました。特に、4年に一回しか開催されないWCCEでの発表です。良い勉強になりました。

ちょっと休憩して、22日にソウルにて食べた、韓国焼肉です。この食べ方はチェジュ島の食べ方だとか、韓国の学生に連れて行ってもらいました。でっかい豚肉ですね。


23日にインチョン空港から福岡へ移動し、電車で北九州に移動しました。北九州市立大学北方キャンパス(今井先生のところですかね???)で開催されたICGETに参加し、ここではkey noteを行いました。この学会に行ってびっくりだったのは小さな学会なのですが、ほとんどが海外の人でした。話を聞くと、どうやらバングラデシュの人たちが主催しているそうです。
バングラデシュのテレビ局の人も来ており、学会で発表される技術を放送するのだとか???映像は確認できませんが、いつの間にか、バングラデシュのテレビデビューをしているのかも(笑)

さてさて、26日にやっと東京に帰ってきて、残っていた仕事の山を徐々に片付けている状態です。
というわけで、体調を崩しながらも、なんとかという状況です。


話は変わりますが、5月から宿題となっていた物を少し解説しようかと思ってここに書きます。

電車の中に人間が乗っていると、電車が発車時には、人間は進行方向と逆向きに引っ張られ、電車が停車を始めると、人間は進行方向側に倒れそうになります。
これは、慣性力と呼ばれています。そもそも力と言うのは、物の質量×加速度で表されます。慣性力もその関係に従います。
電車の中の空間にある物、つまり空気や人間、その他、椅子等は電車が動くことで一緒に動きます。しかしながら、各物の密度(質量/体積)が異なるため、力=物の質量×加速度の関係から、かかってくる力の大きさが異なることがわかると思います。また、物自身は加速度に対して、逆の力をかける方向にいきますので、それら二つを併せると慣性力という力が理解が少しでも理解できると思います。

では、慣性力がわかったとして、前の問題を考えましょう。荷台を透明な容器で囲うことで中の物は荷台と共に動きます。中にあるのは空気とヘリウムの入った風船です。ヘリウムの密度は空気の密度より軽く、ゴム風船の重さを加えても全体の密度は空気より小さいため、風船は空気中を浮力で浮いています。(ひもで留めておかないとどんどん舞い上がりますよね?)

先程と同じように、力=物の質量×加速度の関係から風船にかかる力は空気にかかる力よりも相対的に小さくなります。結果、風船は進行方向に出てしまいます。これはヘリウムを充填したゴム風船が空気中を浮く、つまり、浮力が働く関係と同じとなります。この関係から、荷台を動かす加速度がわかれば、どの程度、進行方向に傾くかも計算できます。

と、説明されても…という人に夏の自由研究は終わったかもしれませんが、同じ実験を家で簡単に行う方法を説明します。

この実験をするために重要なのは二つの密度の違う物を用意することです。ヘリウムガス風船に相当する物が密度が低い物で、容器を満たす空気に相当するのが密度の高い物でなければなりません。

しかしながら、これは皆さんの家にあるもので十分につくれます。その例として、密度の低い物が氷、密度の高い物が水です。

 下の図のように大きめの容器に水を満たしてください。そして氷を浮かせます。氷は密度が水よりも小さいため、浮力で浮ます。そこで、底が滑らかな容器(例えば、ビーカー)で上から氷が完全に水につかるようにします。これを上から押えて固定しておき、水の入った大きい容器を横に滑らかに動かすと中の氷はどうなるのか観察してみましょう。


荷台のときと全く同じ動きをします。残念ながら、氷と水の密度が大きく異なるわけではないので、なかなか難しいです。

本当は、5月の段階でこの実験は出来ていたのですが、動画を撮ろうと色々とやって結局上手動画がとれなかったため、そのまま放置していました。

3 件のコメント:

  1. 先生、ずいぶん忙しかったのですね。一般の人が夏休みでボ~っとしている間に、いろいろなところに行かれてたのですね。体調も少しおかしくなったとか。。

    でも、忙しい方がいいですよね。奥さんやお子さんはどう思っているか解りませんが、時には休みを取ってあげてください。

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  2. 中原様、お返事ありがとうございます。
    また返信遅くなりました。すみません。
    11月頃までそこそこ忙しい日が続きそうです。
    お気づかいありがとうございます。

    2014年研究助成の募集がでましたね。
    「クリーン&サステイナブルエネルギー」分野が新設されたとか…
    もしかして、研究内容として、ベストフィット???と思ってしまった私です(笑)

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  3. 本当ですね。そういう風に考えると「クリーン&差す手否ブルエネルギー」というのは、包含する分野、関連する分野が広いですね。。。案外、この分野の競争率が一番高くなる可能性もありますね。どこに重点を置いて書くか?で該当する人が多くなります。

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