化学工学論文集
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10 巻, 1 号
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  • 小菅 人慈, 浅野 康一
    1984 年 10 巻 1 号 p. 1-6
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    濡れ壁塔によるアセトン-メタノール-エタノール系の全還流蒸留実験を行い, 各成分の蒸気相拡散流束および顕熱移動流束について実験的立場から検討した.
    各成分の蒸気相拡散流束の実測値は, 蒸気速度と濡れ壁長さの両者の影響を受けることがわかった.実測値は, 有効拡散係数を用いた修正グレーツ数によって良好に相関された.
    蒸気相の拡散流束および顕熱移動流束におよぼす蒸気の分縮効果は, 既往の数値解の結果と良好に一致した.また, 蒸気の分縮効果を考慮することにより, 蒸気相の無次元拡散流束および顕熱移動流束がグレーツ問題の理論値と良好に一致した.
  • 高橋 満男, 高橋 信次, 岩崎 廣次
    1984 年 10 巻 1 号 p. 7-9
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    気体R-12の粘性率を振動円板粘性率計により温度298.15~398.15K, 最高圧力4.1MPaまでの範囲で測定した.常圧における実測粘性率を温度の関数として実験式を定めた.またLennard-Jones 12-6ポテンシャルの分子間力定数を次のように定めた : ε/k=215.9K, σ=0.5496nm.
  • 野崎 泰彦, 古崎 新太郎, 宮内 照勝
    1984 年 10 巻 1 号 p. 10-16
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    流動化した粒子に担持されたアルカリ水溶液への空気中の炭酸ガスの吸収を用いて室温下で塔径0.10m, 高さ2mの流動触媒層で測定された吸収データを調べた.空気の空塔速度UGが0.1~0.6m/sでの実験結果をLewis-Gilliland-Glassプロットを用いて逐次接触モデルにより解析した。次に, 熱線プローブを用いて気泡測定を行い, 吸収速度データと共に検討した結果, (1) 気泡-エマルジョン相間の物質移動の総括容量係数は0.29~0.74s-1でありその差異は気泡ホールドアップの差異による, (2) ガスと直接に接触する粒子のBed全粒子に対する割合は0.18×UG1.2で表わせ, この値は稀薄相中に存在する粒子のBed全粒子に対する割合と比較的良く一致した. (3) 熱線法による気泡測定によって得られた塔中心軸上の平均気泡径はアルカリを担持したアルミナ粒子, 未担持のFCC粒子, アルミナ粒子に対して各々 (3.2, 2.2, 1.4) ×10-2mであり, それぞれの場合の気泡上昇速度は用いた粒子にかかわらずほぼ一定値を示し, その大きさは約0.9m/sであった.
  • 佐野 茂, 斎藤 文良, 八嶋 三郎
    1984 年 10 巻 1 号 p. 17-24
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    4種類のガラス粉末と3種類の天然産ケイ砂質粉末のガラス板面に対する付着力を遠心法によって測定し, 付着力に及ぼすふん囲気の湿度の影響および, 新たに粒子の形状による影響について検討した。結果はつぎに示すとおりである.
    1) ふん囲気の湿度の影響については, 粉末の付着力は, 相対湿度が80%以上では付着力は湿度の増大とともに急激に大きくなる傾向がみられた.また, 相対湿度が10%以下の範囲では, 付着力は小さくなる傾向がみられた。そして, 付着力と相対湿度との関係は逆S字形の曲線であらわされた.
    2) 付着力に及ぼすガラス粒子の形状の影響については, 粉末の付着力は, 一種の形状係数が小さくなるほど小さくなり, その値は粒子が球形をしているときに最大で, 不規則な形状をしているほど小さくなる傾向がみられた.
  • 葭村 雄二, 栗田 穣, 佐藤 利夫, 島田 広道, 西嶋 昭生, 大嶋 哲, 武松 敏弌, 鈴木 守夫, 高味 康雄, 藤堂 尚之
    1984 年 10 巻 1 号 p. 25-32
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    ワンドアン炭を原料として得られた石炭一次液化油の二次水素化実験を固定触媒籠を装着した連続式攪拌槽型反応装置を用いて行った.Co-MoおよびNi-Mo-γ-Al2O3担持触媒の示す活性序列は水素化脱硫活性>ヘキサン不溶分分解活性>水素化脱窒素化性の順であり, 触媒活性の劣化速度は水素化脱窒素活性>水素化脱硫活性>ヘキサン不溶分分解活性の順であった.また, 水素化脱窒素活性に関してはNi-Mo-γ-Al2O3触媒の方がCo-Mo-γ-Al2O3触媒より優れていた.上述の各活性と触媒上に析出した炭素量と触媒細孔径との関係より, 本実験の水素化反応は細孔拡散の影響を強く受けることが確かめられた.
    使用済触媒の細孔径分布および触媒上に析出した炭素の分布状態を測定することにより, 本実験範囲内での触媒の活性劣化の主原因は炭素質の析出であることが確かめられた.また, 永久被毒の原因となる灰分のうちでチタン, アルカリおよびアルカリ土類金属は触媒上に選択的に堆積するのに対し, 鉄は触媒の外表面部にシェル状に堆積する傾向がみられた.
  • 広瀬 泰雄, 津田 充利
    1984 年 10 巻 1 号 p. 33-37
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    化学工学の問題は最終的に非線形連立方程式に帰着される場合が多い.Newton-Raphson法は非線形問題を線形問題にして解を求める方法である.数値計算にあってはこの線形問題をできるだけ少ない記憶容量で解くことが大事である.この報告では逆行列を求められない特異サブマトリックスを含むブロック三項線形方程式のための新しい解法を提示した.第一の場合は特定段の温度を指定するとそれに相当する特定段の残余関数は他の残余関数と交換しなければならない.この交換によって一行全部がゼロになる特異ヤコビアンサブマトリックスが生じる.第二の場合は原料のエンタルピーが未知のとき, 変数を塔頂の蒸気流量から原料のエンタルピーに交換しなければならない.このようにすると一列全部がゼロになる特異ヤコビアンサブマトリックスが生じる.本解法の有用性をこの二つの場合の数値計算例によって示した.
  • 宮下 尚, 中村 明夫, 平野 誠一, 若林 嘉一郎
    1984 年 10 巻 1 号 p. 38-42
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    偏心二重管の内管壁における物質移動機構の解明を目的として, 実験的研究が電気化学的方法によって行われた.
    内管周方向の局所物質移動係数はレイノルズ数, 管径比 (D0/Di), 偏心率を変化させて測定され, その移動機構を明らかにするために壁面剪断応力および壁面剪断応力の変動強度の分布が物質移動の測定に対応して測定された.これらの各因子の分布の挙動から局所物質移動係数の分布の傾向は, 壁面剪断応力に依存することが明らかになった.さらに, 偏心環状部の最狭部の±60°付近の壁面近傍の乱れが大きいことが判り, 最狭部に向けて流速が小さくなり物質移動係数が小さくなることが考察された.
  • 須藤 雅夫, 野村 直裕, 小出 耕造
    1984 年 10 巻 1 号 p. 43-48
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    フェノール廃水をβ-PbO2あるいはグラファイト (一部使用) を陽極に, ステンレス板 (SUS 316) を陰極にもつ無隔膜電解槽で酸化分解した.電流効率に与える陽極電位およびフェノール濃度の影響について実験的検討を行った.電流効率および耐久性の点からもβ-PbO2がグラファイトより優れていた.β-PbO2を陽極に用いた場合, フェノール濃度5.0mol・m-3以上, 陽極電位15V以下で, フェノール酸化電流効率は30%以上となり限界値50%に達した.
    酸化生成物の分析から, フェノールは電解酸化され, ハイドロキノン, p-キノンを経て逐次的に酸化され, 有機酸であるマレイン酸に分解し, その結果CODが低下することがわかった.
    直接電解法は, 高濃度フェノール廃水を約5.0mol・m-3程度に低減するための前処理用として有効であるものと思われる.
  • 望月 雅文, 佐藤 一雄
    1984 年 10 巻 1 号 p. 49-55
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    羽根形状の異なるタービン羽根先端付近の液滴のSauter平均径d32を, 直接, 写真撮影法により測定し, 以下の結果を得た.1) 羽根先端付近の平均滴径はWeber数の-3/4乗に比例した.2) Weber数一定の条件下で, 平均滴径は羽根幅比B/D (B : 羽根幅, D : 羽根直径), 枚数nbの変化に対し, B/D=0.3, nb=6で極小となった.3) ヘリカル流の強さの概念を提出, 拡張した.その結果, 規格化した平均滴径D32がヘリカル流の強さの関数であることを明らかにした.4) 単位動力当りの界面積はB/D=1/8, nb=2の羽根で最小であった.
  • 西田 直矩
    1984 年 10 巻 1 号 p. 56-61
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    パラメータ推定問題の解法のための対話型アルゴリズムが与えられている.既往の研究者によって提案された多目的決定問題のための対話型アルゴリズムがパラメータ推定問題の解法に良好に応用されている.本論文で提案したアルゴリズムは以下に述べるようなパラメータ推定問題の求解に適している.1) 観測値の誤差が特定の分布関数に従わない.2) 観測値の数が少ない.このようなタイプのパラメータ推定問題に対しては通常の最小二乗法のような推定法を適用することは困難である.
  • 山田 幾穂, 森 秀樹, 松井 聡, 平岡 節郎, 森 滋勝
    1984 年 10 巻 1 号 p. 62-67
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    順流型, 原料分配型および逆流型のそれぞれ多重効用蒸留プロセスを用いた2成分系混合液の分離に要求される熱源の最低温度の一決定法が提出される.
    提出された方法は, 多重効用蒸留プロセスのエンタルピー収支から構成される非線型連立方程式を擬線形化法を用いて解くことに特徴づけられる.そして, 2メチルペンタン~n-ヘキサン系の2成分系分離の数値例で, 本法の安定収束解が論証された.
  • 大竹 伝雄, 東稔 節治, 駒沢 勲, 川嶋 将夫
    1984 年 10 巻 1 号 p. 68-74
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    重金属酸化物 (PbO, ZnO, CuO, CdO) の塩化水素ガスによる直接塩化揮発および塩化カルシウムを塩化剤に用いた重金属酸化物を含むスラッジの塩化揮発反応を, 1気圧, 773K~1023Kの温度範囲で検討した.
    塩化水素ガスによる塩化揮発反応速度は, 塩化水素ガスの移動速度と塩化物の蒸発速度によって表され, 高温での反応は塩化水素ガスの拡散が律速であり, 低温での反応は重金属塩化物の蒸発速度に支配された.
    塩化剤として, 塩化カルシウムを用いた場合は, 共存するシリカによって容易に塩化カルシウムの熱分解が進行し, 生成する塩化水素ガスによる重金属酸化物の塩化揮発が起こり, 重金属塩化物の蒸発によってその速度が律速されることがわかった.
  • 藤縄 勝彦, 小松 珠美, 宝沢 光紀, 今石 宣之, 井野 一
    1984 年 10 巻 1 号 p. 75-81
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    W/O/W型乳化液膜法による銅の抽出実験を攪拌槽を用いて行い, 銅の抽出速度N0および液体膜の破壊率εに及ぼすエマルション内部水滴径dpの効果について研究を行った.
    油相としてケロシン, 界面活性剤としてSpan 80, 外部水相には硫酸銅水溶液, また内部水相としては膜破壊のトレーサである硫酸アンモニウムを含む硫酸水溶液を用いた.抽出試薬としてはLIX64NまたはLIX65Nを用いた.
    抽出速度N0は外部水相の銅濃度の時間変化をイオン電極で測定して求めた.
    N0は外部水相のpHの増加に伴って増加するが, pH=5.72でLIX65Nの場合, N0dp-1に比例した.一方, 同じpHでLIX64Nの場合N0dp-0.3に比例した.膜破壊率εはdpの増加に伴って増加する傾向がみられた.界面活性剤の見掛けの界面吸着分子層数nには, 液体膜の安定化に必要な臨界値ncrが存在し, n>ncrの場合にはεは界面活性剤濃度Csの影響を受けない, しかし, Csが小さくn<ncrになるとεはCsの減少に伴って急激に増大することがわかった.
  • 井土 忠厚, 香村 利民, 後藤 繁雄
    1984 年 10 巻 1 号 p. 82-88
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    ニッケル触媒によるメタノールからメタン生成の反応経路および速度を, 流通式管型反応器を使い, 200~400℃大気圧下で調べた.時間因子の小さい所では, メタノールの分解により一酸化炭素と水素が1対2の割合で生成した.時間因子が増加すると, 一酸化炭素の水素化によりメタンが生成し, その後, 一酸化炭素のシフト反応により二酸化炭素が生成した.
    同一触媒上, 250℃で, 一酸化炭素および二酸化炭素の水素化と一酸化炭素のシフト反応の速度を測定した.一酸化炭素の水素化では, メタンと水が主生成物であるが, 二酸化炭素も副生成物として生成した.一酸化炭素のシフト反応では, 二酸化炭素と水素が生成したが, 二酸化炭素の生成速度は水素の増加とともに減少した.二酸化炭素の水素化では, メタン化のみが進行したが, この反応は一酸化炭素の存在により阻害された.各反応の速度式を使って求めた計算値は, メタノールからメタン生成の実測値と一致した.
  • 村瀬 敏朗, 林 二一, 岩田 政司, 伊東 一仁, 白戸 紋平
    1984 年 10 巻 1 号 p. 89-95
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    固液混合物の高度分離のために, 新しい型式のピストンを圧縮透過試験装置に用いて高圧搾圧力を発生させる一つの方法を繰返し荷重下で検討した.すなわち, ピストンの圧縮面に凹凸を設けて圧縮位置を間けつ的に変えつつ繰返し荷重をピストン上部へ作用させ, 原料と圧縮面との接触面積減少によって生ずる高圧力下で半固体状の上水汚泥を圧搾する.その結果を従来の定圧圧搾と比較して高度分離に及ぼす接触面積の減少効果を評価し, 圧搾速度・圧搾量が濃度0.56~0.65の半固体状原料においてかなり著しく増加することを認めた.また, 圧搾特性の著しい増加が主に荷重の繰返しと局所集中効果に依存し, 単なる荷重の繰返しには影響されないことを示した.
  • 時政 辰夫, 長瀬 洋一, 原 正明
    1984 年 10 巻 1 号 p. 96-101
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    前報に続いて, ペアリングを生じる前の二次元的渦状運動の成長によって特徴づけられる混合層流れ初期の段階でのレイノルズ応力の測定が行われた.最初に, 混合層幅にわたる応力の総和は, 下流方向距離に対して周期的変化を示すことが見い出せた.応力の総和は, 巻上げ初期に急激に増加し, 次に渦同士の相互干渉のため減少してゆく.この周期性は, Hussainらにより指摘された渦合体期間中での応力の周期性と類似するものである.
    一個の渦内部のレイノルズ応力-u'v'分布は, 1) 年齢の若い渦では, 高流速側からのエントレインメトにともなう大きな負の領域と低流速側からのエントレイメントにともなう大きな正の領域が存在している.2) 高流速側と低流速側流体の二重ロール構造によって特徴づけられる渦が相互干渉をはじめている期間でのかなり年齢の古い渦では, 180°位相ずれを生じた高流速側と低流速側の境界付近に二つの大きな正の領域がある.この領域から90°位相がずれた所に小さな負の領域が見い出せた.結果として, レイノルズ応力の正と負の領域は, 渦を円形から楕円形へと変形させる.
  • 二宮 康平, 藤井 浩, 河野 尚志
    1984 年 10 巻 1 号 p. 102-107
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    気液下向並流充填塔を用い, 高濃度NOxガスを炭酸アンモニウム水溶液に吸収させ, 流動様式とNO3-選択率の関係を検討した.kLの小さい灌液流の領域では, アルカリ成分の拡散速度をNOxガスの吸収速度よりも大きく選ばないと, 気液接触面近傍の液境膜内に酸性部分が生じ, NO3-選択率が上昇する.kLの大きな気泡流の領域では, 液境膜内に酸性部分が存在しないにもかかわらず, NO3-選択率が上昇する。この場合には, N2O3およびN2O4の1次反応を伴う同時吸収反応で, N2O4の吸収速度がkLの増加とともに物理吸収速度に近づくと考えると, 実験結果をよく説明できた.
  • 神田 良照, 佐野 茂, 斉藤 文良, 八嶋 三郎
    1984 年 10 巻 1 号 p. 108-112
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    2種類のガラス質試料と5種類の天然産試料の直径が0.5~3cmの球形試験片を用いて常速荷重下における破砕実験を行った.そしてすでに報告してある粒径が約10cmから0.0030cmの範囲の粒径と球圧壊強度との関係を用いて, 粒径とその粒子の破砕エネルギー (ひずみエネルギー) との関係を計算し次の結果を得た.
    1) 石灰石, 大理石, セッコウにおいては, 単位質量当たりの破砕エネルギーが計算値よりも大きくなる.
    2) 天然産試料においては, 粒径が500μmより小さくなると, 単位質量当たりの破砕エネルギーは急激に大きくなる.
  • 高瀬 均, 海野 肇, 明畠 高司, 石蔵 利文, 篠原 久, 古閑 二郎, 遠藤 茂寿, 山口 賢治, 坂木 剛, 有田 静児, 垣山 仁 ...
    1984 年 10 巻 1 号 p. 113-132
    発行日: 1984/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
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