化学工学論文集
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13 巻, 1 号
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  • 河合 祐次, 菊間 忠之, 松本 繁, 鈴木 睦
    1987 年 13 巻 1 号 p. 1-5
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    向流接触型移動層吸着塔の軸方向に温度勾配をつける制御を試みた.これは分布定数系のシステムであり, さらに塔内において複雑な物質移動, 熱移動が起きている.本論文ではこれを多変数制御理論に基づいて制御し実現することを試み, 実際に吸着のない空気-ガラス系および, 吸着の起こる空気-活性炭系の場合に適用した.この際, 理論的モデルから制御アルゴリズムを導き, 多入力多出力系としてLQ制御および非干渉化と極配置法によるトラッキング制御の二つを行い十分満足のいく結果が得られた.
  • 供給方法とホッパー角の影響
    森山 龍一, 神保 元二
    1987 年 13 巻 1 号 p. 6-12
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    供給後と排出中ではビン内シリンダー部の粒子壁圧は変わらないとか, 排出中の壁圧は層内で “スイッチ” が生じて増大するとか, 異なった報告がなされている.しかし, これらの値は色々な実験条件によって異なるものと思われる.そこで, ガラスビーズ, 菜種, 砂を使って供給方法やホッパー角を変えたときの, シリンダー部の壁圧分布を調べた.
    その結果, シリンダー部の壁圧はホッパー部と同様に供給方法とホッパー角および物質の違いで大きく変わることがわかった.たとえば, 中央供給による供給時の壁圧は周辺供給の約2倍になる.一方, 排出中のビン遷移点付近の壁圧はホッパー角の影響を大きく受け, 供給後と排出中の壁圧比はシリンダー部のある一定の所で0.5から6倍まで変化する.
  • 山田 昌治, 倉光 鋼太郎, 牧野 和孝
    1987 年 13 巻 1 号 p. 13-19
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    本報において, バグフィルタの新しい設計法を確立するという観点から, バグフィルタの濾布面上に捕集された粉じん層の力学的強度に関して, 粉じん層は集じん操作の進行に伴い圧密されていくという仮定に基づいて基礎的に考察した.その結果, バグフィルタの操作条件と粉体層の力学物性の両方から, 粉じん層の力学的強度を推算するバグフィルタ圧密操作線という新しい式を導出した.
    その式の妥当性について, 二種類のフライアッシュ (JIS試験用ダスト5種, 10種) を用いて実験的に検討した.そして, その力学的強度の推算手順を具体例とともに示した.
  • 松田 仁樹, 李 寿〓, 石津 貴, 架谷 昌信
    1987 年 13 巻 1 号 p. 20-28
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Ca (OH) 2/CaO系熱化学反応の化学蓄熱への適用性を調べるための1段階としてCaO蓄熱材充填層の水和発熱反応に伴う放熱特性を検討した.
    その結果, 本実験範囲ではCaO充填層は水蒸気流入と同時に水和反応を開始し, 層温度は水蒸気分圧に相当する反応平衡温度にまで上昇した後, 反応期間中ほぼこの一定温度に保たれることを認め, また, 放熱持続時間は, 大略, 流入水蒸気温度に比例し, 水蒸気流量に逆比例することがわかった.本実験結果はある仮定のもとで求めた計算結果と比較的良好な一致を示し, 充填層内放熱特性を理論的に説明できた.さらに, 本蓄熱材充填層の蓄熱/放熱繰返し実験によって得られる放熱特性は繰返しサイクルによらずほぼ一定であった.
  • 田中 裕敏, 秋吉 亮, 金木 則明, 原 弘
    1987 年 13 巻 1 号 p. 29-33
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    アルカリ型燃料電池の流動層酸素極の過電圧-電流曲線を二相モデルを用いて解析し, 交換電流密度に対応する流動層燃料電池の酸素極の特性値である触媒の比抵抗, 触媒の比表面積および有効電子移動距離を推算した.
  • 小型のスターテバント型およびゲーコ型の場合
    山崎 昌男, 神保 元二, 小池 正
    1987 年 13 巻 1 号 p. 34-42
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    スターテバント型ならびにゲーコ型の風力分級機は乾式閉回路粉砕を採用している工場において広く用いられている。これら分級機の分離粒径は機内気流の3次元的速度分布と分散板における粒子放出速度がわかれば推定することができるので, 機内気流の測定は分級解析の基礎となるものである.
    分級機内の気流は複雑な旋回流となっているが, これは球型5孔ピトー管により正確に測定され, その軸方向速度成分については2重円筒における非圧縮性流体の層流定常流れ式で近似することができた.
    分級機内の風量については標準平羽根タービン翼に対する中島の式, あるいはそれを風力分級機の主翼に適用した田中らの扱いがほぼ妥当であることを認めた.
    主翼と補助翼の機能については各翼を独立に回転させることのできる2駆動方式スターテバント型分級機の実験により主翼の機能は軸方向速度に, 補助翼のそれは接線方向速度に関係していることを明らかにした.
    また, ゲーコ型分級機でコントロールバルブの効果を調べ, その開閉は内筒における風速分布に大きく影響するが, 分級機内風量としての変化は少ないことを確かめた.
    前記の層流定常流れを仮定し, 分級機内筒を仮想2重円筒と考えるとき, 中心部には気流の停滞するコアが存在し, その仮想円柱の大きさは分散板あるいは上部分配板と同程度であることを見出した.
  • 村上 英樹, 岡田 達治, 新田 友茂, 片山 俊
    1987 年 13 巻 1 号 p. 43-50
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    ストリッピング法に基づくガス溶解度測定装置を用いて, 水への悪臭6物質 (トリメチルアミン, メチルメルカプタン, 硫化メチル, 二硫化メチル, アセトアルデヒド, スチレン) の溶解度を0, 25, 50℃で実測した、得られたヘンリー定数の精度は±3%と推定される.また水中でイオン解離が生じるトリメチルアミンおよびメチルメルカプタンについては, 緩衝液への溶解度を気相濃度測定法によって測定し, pHと溶解度の関係を求めた.両物質ともに一段の解離を考えたモデル式で溶解度の実験値を相関することができたが, 得られた混合解離定数と文献からの熱力学的解離定数との間には若干の違いがあった.また, これらの実測値の他にアンモニアと硫化水素の文献値を加えて, 0℃から50℃における悪臭8物質のヘンリー定数とイオン解離定数の実験式をまとめた.
  • 垰田 博史, 早川 淨
    1987 年 13 巻 1 号 p. 51-57
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    潜熱型蓄熱材料としてペンタエリトリトールを使用する場合の経時熱劣此の程度を推測するため, 1日1回の加熱-冷却サイクル (最高温度200℃-8時間保持。最低温度30℃-5時間保持) を設定し, 2ヵ月間にわたってペンタリエリトリトールの空気中における熱劣化による物性変化を測定した.その結果, 重量減少, 酸素含有量の減少, カルボニル化合物の生成, 相転移熱および転移温度の低下などが見られたが, これはペンタエリトリトールの昇華, 熱酸化分解および生成したラジカルの結合によるものと考えられる.
    ペンタエリトリトールの経時熱劣化に対して.ラジカル捕足剤の添加により抑制効果が見られた.ペンタエリトリトールを潜熱蓄熱材料として使用するためには, 昇華, 酸化およびラジカル生成の抑制が必要である.
  • 中西 幸雄, 小針 正夫, 清水 幸夫
    1987 年 13 巻 1 号 p. 58-62
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    V型混合機を多数段連結した連続V型混合機を試作し.そのホールドアップ特性と混合特性について検討した.
    物質収支から連続混合機の機内粒体量に対する推算式を導出した.試作機によりガラスビーズを用いて実験的に検証を行った結果, 推算値と実験値とはよく一致した.
    また, 混合機内の粒子の混合特性を明らかにするためステップ応答曲線を測定した.混合モデルとして, 各V型ユニットを2槽の完全混合槽とし, その容積を理論粒体量の1/2とした2M列よりなる完全混合槽列モデルを提案した.モデルを検証するため, ステップ応答曲線を計算し, 実験応答曲線と比較した結果, 両者は良く一致した.
  • 〓 華, 田中 達夫
    1987 年 13 巻 1 号 p. 63-70
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    熱環境に置かれた円筒状可燃性粉体層について, 熱理論によれば熱収支は偏微分方程式で表される.ここでは, まずこの微分方程式を物性値の既知である粉体について有限要素法で数値計算を行い, 得られた着火温度と誘導時間がLeuschkeの実験値と良い一致を示すかどうかを確かめた.次に, この基礎方程式に含まれる全ての変数を無次元項で表すことにより, 数値実験を行った.その結果, これらの無次元項間の相関関係から自然着火温度および誘導時間は粉体の物性値とほかの操作変数の関数として近似的に求められ, 着火温度を求めるノモグラムも考案された.したがって, 関連した物性値が既知であれば, 円筒形粉体貯蔵装置などにおける可燃性粉体の自然着火問題に関して, その挙動を予測できると結論される.
  • 高松 武一郎, 橋本 伊織, 大嶋 正裕, 大野 弘
    1987 年 13 巻 1 号 p. 71-77
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    デジタル・コンピュータ・コントロールの手法の1つとして注目を浴びているモデル予測制御を取り上げ, 従来のフィードバック制御系との構造の比較を行うと同時に, この制御系の自由度の拡張を行った.
    その比較において, モデル予測制御は積分器を有したフィードバック, フィードフォアード制御に相当する構造を有していることを明らかにした。またフィードバックフィルターを導入することにより制御自由度を2に増やすことができ, その有効性をシミュレーションおよび実験により確認した.
  • 宍戸 郁郎, 丸山 俊郎, 船木 稔, 大谷 茂盛
    1987 年 13 巻 1 号 p. 78-85
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    収縮性材料の乾燥に関して粘土を例に取りその機械的諸特性値 (ヤング率, 引張り強度, 降伏応力) ならびに輸送特性値 (Permeability, Osmotic Suction Pressure) の含水率依存性を実験的に求めた.
    収縮性材料内の水分移動に関して, 土質力学における圧密理論に基づき, Osmotic Suction Pressureの勾配の他に応力勾配をも移動の駆動力として考慮すべきであることを示した.
    計算から求められた局所含水率の時間変化は実測値と良く一致した.さらに, 応力分布の計算結果から乾燥速度の増加に伴い材料内で大きな引張り応力が発生することが明らかとなった.
  • 白神 直弘, 梶内 俊夫, 畑山 実
    1987 年 13 巻 1 号 p. 86-92
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    沈降槽内の一部に複数の傾斜板を設置した槽における回分沈降過程の傾斜板による沈降促進効果を実験的に検討した。傾斜板間に形成される清澄層と堆積層に着目した新たなモデルによって, 懸濁液・清澄液界面高さと時間の関係式を得た.沈降促進は傾斜板上端において最大であることを示すとともに, その最大値に対する傾斜板形状の影響は, 傾斜板の投影面積と沈降槽断面積の比に相当する.Lsinθ/Hで評価されることを示した.推算式からの予測値は実験結果と良好に一致した.
  • 加藤 覚, 川崎 順二郎
    1987 年 13 巻 1 号 p. 93-99
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    ナフサ中の芳香族の分離をイソオクタンを溶媒とした回分法で行った.接触操作中における液膜の破壊は無視できる程度に小さかったが, かなりの溶媒の機械的取込みが観察され, それはO/Wエマルション中における液膜相の体積分率が大きいほど顕著であった.特に攪拌槽を用いてO/Wエマルションを調製した場合には機械的取込みが大きく, その結果O/W/O型エマルションからO/Wエマルションへ転相しやすかった.しかし, 高速ホモジナイザーによってO/Wエマルションを調製した場合には比較的高い液膜相体積分率の場合においても安定に接触操作を行うことができた.芳香族炭化水素の液膜透過速度は飽和炭化水素のそれと比べて著しく大きかった.各成分の透過速度は溶媒量が多いほど, また膜強化剤として用いたグリセリンの濃度が低いほど大きかった.
  • 松本 豊, 中尾 真一, 木村 尚史
    1987 年 13 巻 1 号 p. 100-106
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    0.2, 0.8, 1.5, 3μmの4種の孔径を有するセラミック膜を用い, 卵白アルブミンおよびデキストランのクロスフロー濾過を行い, 圧力, 原液流速, 濃度および膜孔径が膜透過流束および溶質阻止率に及ぼす影響について検討した.
    その結果, 卵白アルブミン分子より膜の孔径が大きいにもかかわらず, 90%以上の高い阻止率が得られた1膜透過流束については限界流束が得られ, その値は原液流速が小さいほど, また濃度が高いほど小さかった。透過流束低下の原因は, 膜面に形成されたゲル層の抵抗と膜細孔の目詰り抵抗とで, よく説明することができた。また, 孔径によって目詰りの状態が異なることから, 大きな膜透過流束を得るためには, 最適な孔径が存在することも明らかとなった.
    一方, デキストランはほとんど阻止されなかったが, 膜透過流束は徐々に低下し, その原因は細孔の目詰りであった.
  • 山田 幾穂, 平岡 節郎, 新垣 勉, 岡村 卓美
    1987 年 13 巻 1 号 p. 107-109
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Unsteady thermal conduction problems in the form of ∂φ/∂θ=α∇2φ were numerically solved under the Dirichlet condition, by using the explicit finite difference method, and the effect of initial boundary value on the predicted results was studied.
    1-dimensional problem was solved by using the scheme;
    φp, r+1=1/6 [(+1)-(+4)-(+1)] φp, r
    where subscript “p” denotes the spatial point and “r” the time step. For 2-dimensional problem, the analysis was based on a new scheme :
    φp, q, r+1=1/36 [(+1)-(+4)-(+1)-(+4)-(+16)-(+4)-(+1)-(+4)-(+1)] φp, q, r
    The choice of initial boundary values, φ0, 0 (=φN, 0) for 1-dimensional andφ0, q, 0p, 0, 0N, q, 0p, N, 0) for 2-dimensional, was of importance, especially for the initial stage, in view of the accuracy of the results.By taking this into account, the same optimal value of 0.5 was found for both 1-dimensional and 2-dimensional problems.
  • 坪井 勝已, 秋田 重人, 高橋 勝六, 竹内 寛
    1987 年 13 巻 1 号 p. 110-113
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Water permeation through oil layers of kerosene containing Span 80 was studied in water-in- oil- in water ((W/O) /W) emulsions under suppression of entrainment due to emulsification of the outer aqueous phase and of mechanical breakdown of (W/O) droplets. Water permeabilities Po were determined from the time-dependent change of water content the value of Po for permeation from the inner to the outer aqueous phase was found to be 0.7 × 10-5cm/s for NaCl solution system at a Span 80 content of 3 wt%. For the H2SO4 solution system, however, Po was affected by the concentration difference. On the other hand, the presence of NaCl or H2SO4 in the aqueous phase has little effect on the solubility of water in Span 80-kerosene solution. This suggests that it is not valid to interpret water permeation through the thin oil layer in terms of solubilization.
  • 廣田 満昭, 清水 芳雄, 大島 敏男
    1987 年 13 巻 1 号 p. 113-116
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The effect of the flowability of dust on the collection performance of filter cloth was studied by using three kinds of dusts of different flowabilities. In the case of dislodging the filter cloth, the amount of dust remaining on the dislodged filter cloth was considerably affected by the flowability of the dust. For dust of low flowability, pressure drop across the filter cloth and collection efficiency were higher than for dust of high flowability when the same amount of dust remained on the filter cloth.
  • 半沢 保, 石原 秀樹, 関口 邦明, 藤井 隆彦, 鈴木 康夫, 加藤 邦夫
    1987 年 13 巻 1 号 p. 116-121
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    To analyze the heat transfer phenomenon in electronic circuit plates, natural convective heat transfer between two vertical parallel plates, with symmetric or asymmetric uniformly heated wall, was investigated experimentally in the range of high Grashof number (Gr=103-107).
    The local heat transfer coefficient was strongly affected by the axial distance of the plate in the case where distance and temperature difference between plates were small. Average Nusselt number was affected by Grashof number, distance and temperature difference between the plates. An empirical equation for average Nusselt number in the two vertical parallel plates was obtained.
  • 古崎 新太郎, 鈴田 哲也
    1987 年 13 巻 1 号 p. 121-124
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Rate of adhesion/detachment of bovine T-cells to or from polyethylene-based materials was studied according to a mechanism consisting of consecutive reversible and irreversible adhesion. Polyethylene and a graft copolymer of polyethylene and poly-2-hydroxyethylmethacrylate were used. Time dependence of concentration of free and adhered T-cells can be expressed by the mechanism. The detachment rate hardly changed with temperature, but the rate of adhesion increased with increasing temperature. The activation energy of the latter was 20-40kJ/mol.
  • 広瀬 勉
    1987 年 13 巻 1 号 p. 124-127
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    Differential heat balance equations for the regenerative heat exchanger are expanded into a power series of small value of cycle time to obtain a perturbation solution. Its thermal effectiveness is given by the same performance equation as that for countercurrent continuous heat exchanger when an additional resistance to heat transfer brought about by periodic regeneration is added to overall heat transfer resistances in process and regeneration cycles. The new resistance is a simple function that increases with the square of the ratio of heat capacity of fluid entering during one cycle time to that of heat storage medium. The proposed expression successfully correlates representative results of available numerical analyses.
  • 高橋 正博, 植村 晃信, 東 和宏, 竹内 寛
    1987 年 13 巻 1 号 p. 127-130
    発行日: 1987/01/10
    公開日: 2009/11/12
    ジャーナル フリー
    The stripping rates of cadmium from n-heptane solution containing Cd-D2EHPA complex by hydrochloric acid were measured with a stirred transfer cell, and the rate data were correlated as a function of the concentrations of hydrochloric acid, Cd-D2EHPA complex and uncomplexed D2EHPA.
    The expression for this stripping was coupled with an equation for the extraction and the extraction equilibrium formulation published previously, and the mass-action constant as the ratio of the two rate constants was found to give the extraction equilibrium constant.
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