化学工学論文集
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14 巻, 6 号
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  • 山崎 正和, 大屋 正明, 土屋 健太郎
    1988 年 14 巻 6 号 p. 713-720
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    工業用炉における個々のバーナの運転空気比を, 非接触でリアルタイムに検出する技術が期待されている.それに対する光学的手法の追求のため, 乱流噴流拡散火炎および市販の拡散型ガスバーナを対象として, 近紫外, 可視領域の発光スペクトル特性を調べた.
    すす粒子群からの熱放射連続スペクトルが除去された, OHおよびCHなどの化学発光スペクトル強度は, 定性的に火炎内の局所燃焼速度を反映しており, 燃焼状態の有効な指標となることが示された.バーナポート近傍の火炎基部におけるOH, CHなどの発光スペクトル強度は, 運転空気比および燃焼量と比例関係にあることが明らかになった. これらの知見より, 火炎発光スペクトルを利用したバーナ運転空気比検出手法を提案した.
  • 伊藤 和行, 沢 俊雄, 松崎 晴美, 大角 克己
    1988 年 14 巻 6 号 p. 721-727
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    スルホン酸型およびカルボン酸型カチオン交換樹脂と前者の基体であるスチレン-ジビニルベンゼン粒子 (S.D.B.) 充填層の腐食生成微粒子 (γ-FeOOH等) 捕捉量と除去性能の関係を検討した.また, 樹脂粒子を微粒子分散液中に混合して, 周波数に対するインピーダンス応答を測定し, 表面導電性を把握した.
    通水線流速2.8cm/sで微粒子除去性能は, スルホン酸型樹脂<S.D.B.<カルボン酸型樹脂の順である.カチオン交換樹脂の微粒子除去性能は, イオン交換過程で放出されるイオン種に依存する.樹脂粒子の表面導電性は, スルホン酸型樹脂>カルボン酸型樹脂>S.D.B.の順である.
    樹脂粒子の種類による微粒子除去特性の相違は, (i) 表面に捕捉した微粒子による電荷反発, (ii) 樹脂粒子の表面電導による帯電の効果の減少, で説明できる.
  • 運転操作における知識の組織化
    黄 圭錫, 冨田 重幸, 大島 榮次
    1988 年 14 巻 6 号 p. 728-738
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    化学プラントの操作手順自動合成問題にSCOPE, SCRIPTという概念を導入し, 人間の思考過程と類似な発想に基づいたシステムを開発するための枠組みを導入した計算機システムを開発した. 本方法論では化学プラントを, ある目的状態を達成するために有機的に結合された下位の機能を持つサブシステムの集合と見なし, システムの機能の実現は, それを達成するために必要な下位の機能の実現に分解できるものと考える. SCOPEは, このプラント機能を達成するために必要となるそれぞれのサブシステムに対応する. プロセスの状態や動的挙動, 操作の意味は, このSCOPEの概念を用いて表現される. また, オブジェクト指向の考え方を併用することにより, 知識のライブラリー化が可能となる.
    一方, 化学プラントの運転における種々の経験的知識や操作の方針等の定石はSCRIPTの考え方を用いることにより一般化, 階層的定式化が可能となる.本システムでは手順を合成していくに当たって, このようにSCRIPTとしてまとめられた知識が, 機能化すべきSCOPEの選択の際のガイドラインとして利用されている.
  • 堀尾 正靱, 石田 守, 高田 真木, 田中 法親
    1988 年 14 巻 6 号 p. 739-747
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    流動層の合理的なスケールアップ手法の確立を目標として, 層粒子および層内を浮遊する物体の混合挙動について実験的に検討した.層粒子の混合については磁気分離可能なトレーサ粒子を, また浮遊物体にはポリプロピレンタブレットを用い, 塔径50,150,300および600mmの幾何学的に相似な直管型およびテーパ付流動層について調べた結果, 気泡の分布についての堀尾ら (AIChE J., 32, 1466 (1986)) の相似条件は粒子混合および層内浮遊物の挙動にも拡張可能であることがわかった. さらに, 本実験と他の研究者のデータに基づいて, 相当直径De, 横幅Bの垂直流動層における粒子の横方向有効拡散係数Erについての新しい推算式として次式を得た.
    (u0-umf) De/Er=1.07 [(u0-umf) umf/gLmf] 0.25 (B/Lmf) 0.75
  • 深井 潤, 清水 裕二, 三浦 隆利, 大谷 茂盛
    1988 年 14 巻 6 号 p. 748-754
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    熱伝導率および熱拡散率の同時測定を行うために, 正弦波状の熱流束を内壁から与える無限中空円筒の測定系を用いた非定常熱流法を開発した.本方法は連続昇温過程における測定が可能であり, 熱物性値の温度依存性を簡便に測定することができる. 有限な試料径および測定位置のずれに基づいて発生する測定誤差を数値的に求めた結果, 試料径は熱源と測定点との距離の3倍以上必要であることおよび測定位置のずれは熱伝導率の測定結果にほとんど影響しないことがわかった.
    アルミナ粒子層の有効熱伝導率および有効熱拡散率を毎分3Kの昇温速度で350Kから650Kまで測定した結果, 線熱源法および周期加熱法による既報の測定結果と良好に一致した.
  • 吉川 博文, 武崎 博, 大谷 義則, 正路 一紀
    1988 年 14 巻 6 号 p. 755-761
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    高濃度石炭-水スラリ (CWM) 製造との組合せに適した脱灰法として, 浮選法での捕収剤 (灯油) をガス化して供給する方法を検討し, 従来の浮選法と脱灰性能およびCWM性状を比較した. さらに, 脱灰前後でのCWMの性状の変化を調べた.その結果, 捕収剤をガス化供給することにより, 炭分を回収するのに必要な捕収剤量を少なくでき, かつ脱灰した石炭を用いて調製したCWMの見掛け粘度も低くできることがわかった.さらに, 脱灰前後のCWMの流動性を比較すると, 脱灰によりCWMの流動性は良くなるかもしくは変わらず, 悪くなる石炭は認められなかった.脱灰によって分散剤の必要量が少なくなる石炭があるが, これは分散効果を低下させる灰分が除去されたためと考えられる. また, 脱灰により灰の摩耗性や付着性が改善され, ボイラ本体がコンパクトになる可能性があることが明らかになった.
  • 清水 健司, 山本 垂生, 久保田 徳昭
    1988 年 14 巻 6 号 p. 762-768
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    種晶の表面にガラス棒を衝突させ, その時発生する2次核の数および粒度に対するエネルギー (370, 1110, 1700および2230erg), 衝突回数 (5, 10, 20, 30および40回), 衝突間隔 (1, 5, 10, 30および60sec) の影響を実験的に調べた.衝突1回当たりの2次核数は, 衝突エネルギーの大きさには無関係であったが, 繰り返し回数の増加にしたがい増加した.また, 衝突間隔が約20秒以下では, 2次核数 (衝突1回当たり) は102オーダーであるが, 30秒以上になると, 103オーダーに増加した.破損した結晶表面が, 2次核をより多く発生しやすい状態になるには時間が必要であることが示された.また, 同一条件でも, 2次核数のバラツキは大きく, このバラツキは, 種晶自身の特性 (表面の荒れ, 脆さ) の違いによるものであろうことが種晶表面の観察から推察された.本実験条件下では, 2次核の大きさは, 数μm~約20μmのものが大半をしめていた.
  • 松田 仁樹, 宮崎 光俊, 架谷 昌信, 梁取 美智雄
    1988 年 14 巻 6 号 p. 769-778
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    Ca(OH)2/CaO系可逆熱化学反応と水の蒸発/凝縮を組合わせた高温化学ヒートポンプを試作し, 本装置の放熱ならびに蓄熱特性を固体層の温度応答に着目して検討した.
    その結果, 放熱期間においては, 反応器内のCaO粒子層温度は, 蒸発器から水蒸気を導入すると同時に, CaOの水和発熱反応によって, 瞬間的に一定の反応平衡温度にまで上昇し, 水和反応期間の大半, この一定温度に保たれることを認めた.また, 圧力142kPa以上の加圧水蒸気を用いることによって, 反応器は800K以上の比較的高温にまで容易に昇温しうることが認められた.
    蓄熱期間においては, 凝縮器内の水蒸気圧を反応器内の反応平衡圧力以下に保つことによってCaO粒子層を加熱・再生 (蓄熱) することができた. また, 蓄熱期間において, Ca(OH)2粒子層温度はほぼ一定の反応温度に保たれるが, 本実験の場合, 脱水温度は凝縮器内水蒸気圧に対する反応平衡温度よりも数10K以上高温側にずれることが認められた.さらに, 本実験では, 蓄熱温度700K以上では, 再生用低温熱源としては常温水で十分と考えられた.
  • トリ-n-オクチルアミンと低級脂肪酸系について
    陳 福明, 田中 裕之, 仲 勇治, 大島 栄次
    1988 年 14 巻 6 号 p. 779-785
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    トリ-n-オクチルアミン (TOA) と有機酸との会合状態およびそれに対する希釈剤の影響を明らかにするために, TOAと低級脂肪酸 (C1~C4) の2成分系, およびTOA, 酢酸と5種類の希釈剤の3成分系の過剰体積 (υE) を30℃で測定した.会合モデルを用いて実測のυEを用いて解析したところ, 次のことが明らかになった.
    1) TOA/低級脂肪酸2成分系のυEの極小組成XBminは酸の種類によって異なる.
    2) 支配的会合種はXBminから推定され, その会合平衡定数はυEと会合モデルを用いて求めることができる.
    3) 希釈剤の会合に対する影響を検討するために3成分系のυEからTOA/酢酸擬2成分系のυEを定義した. このような擬2成分系のυEの極小組成XBminと希釈剤のアクセプター数の間には強い相関がある.
  • 上ノ山 周, 齋藤 文良, 上和野 満雄
    1988 年 14 巻 6 号 p. 786-793
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    撹拌槽における高粘度擬塑性液の三次元流動状態の数値解析を行う手法を確立した. 本報に提示した解析法は有限差分法 (FDM) の枠組みで, 圧力速度同時緩和法を基礎とする.粘度構成方程式としては3定数流動模型の一つであるEllisモデルを用い, ニュートン流体の解析法を非ニュートン流体に拡張した.本手法は非定常的に求解を遂行し, 撹拌開始直後から定常状態に至るまでの時々刻々の流速分布, 剪断速度分布および見掛け粘度分布などの流動状態に係わる諸量を知ることができる.この解析により, 回転数の増大に伴う円周方向速度の半径方向分布や循環流の発達過程が明らかにされた.これらの数値解析の結果は, イメージセンサ流速計による実測値との照合の結果, 非常に良い一致を示し, 本解析方法が信頼性を持つものであることが検証された.
  • 中西 幸雄, 水野 祐一, 小針 正夫
    1988 年 14 巻 6 号 p. 794-802
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    たばこの加香操作における添加香料滴の挙動を明らかにするため, 香料の大部分を占めるエタノールの浸透速度およびその測定方法について検討を行った.運動量収支から浸透に関する基礎式を導き, 実測した浸透速度を良く表すことができた.この基礎式をもとに簡単な浸透速度測定法を提案した.また, この測定法による実験結果から香料液滴の浸透時間を推算した.その結果, 噴霧と混合のみによっては香料の均一化は達成できないことが明らかになった.
  • 坂東 芳行, 倉石 迪夫, 西村 誠, 服部 真, 竹下 功
    1988 年 14 巻 6 号 p. 803-809
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    ガス吸込み式気液同時吹込みノズルを備えた気泡塔の流動特性について実験的に検討した.吸込みガス量およびガスホールドアップは, 液流量の増加につれて, 増大した.また, 前回報告したエアリフトと気液同時吹込みノズルを組合せた場合と比較した.
    本測定条件下では, 吸込みガス量についてのノズル部の最適寸法は次のようであった.
    ノズル長さ/ノズル径= 20 ~ 30
    オリフィス径/ノズル径 =0.5 ~ 0.6
    また, ノズル径 30mm以下では, ノズル径が大きいほど, 動力当たりの吸込みガス量は高くなった.一方, ガスホールドアップについては, 操作条件により最適ノズル径が変った.
    気泡塔内においては, エアリフトと組合せた場合と同様, 噴流部および斉流部が観察され, 気泡径は小さく, ガスホールドアップおよび気液界面積は高くなった.ガスホールドアップ, 気液界面積のエネルギー効率は本方式の方がエアリフト式よりも高かった.
  • 山田 幾穂, 森 秀樹, 加藤 禎人, 新垣 勉, 平岡 節郎, 張 乗権, 高 承台
    1988 年 14 巻 6 号 p. 810-817
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    通常の蒸留塔に対する多成分系最小還流問題の解法に用いられる仮想ピンチ段の概念を, 省エネルギーに有効な 2 つのフィード段をもつ塔と2つのフィード段とその間に1つのサイドカット段をもつ Complex 塔に対して適用した.解法の特徴を以下に示す.
    1) 最小還流問題の定義に従い, 塔段数には無限大を仮定する.非分配成分の有無にかかわらず, 真のピンチポイントは, 塔の各部の中間に存在すると仮定する.
    2) フィード段およびサイドカット段に接合した部分に有限段を仮定する.
    3) 2) で定義した有限段の両末端に仮想ピンチ段を仮定し, 真のピンチポイントと仮想ピンチ段の間には, 無限段数が存在する.
    4) 成分物質収支を基にした正規化θ法を仮想ピンチ段上の液組成の仮定値の修正に対して用いている.
    本法の有用性と塔の各部に存在するピンチポイントの位置を両プロセスに対し, それぞれ数値例によって示した.
  • 清水 康利, 六代 稔, 遠矢 幸男, 栢分 英助, 矢沢 哲夫, 田中 博史, 江口 清久
    1988 年 14 巻 6 号 p. 818-824
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    セラミック膜をメタン発酵メンブレンバイオリアクターに適用するための濾過実験を行うに当たり, まず, 膜への供給液としてのメタン発酵液に含まれる浮遊固形物の特性を明らかにした.メタン発酵液は, グルコース-ペプトン系合成廃水をメタン発酵処理した物である.本液中の浮遊固形物はメタン菌とその代謝物より成りその大きさは, 球形粒子で直径 0.05μm 前後, 球菌で直径 0.2 から 1μm, 菌で径方向 0.2 から 0.7μm, 軸方向1から 2μm であった.
    これらの粒子を淵過した場合に膜面に形成される粒子充填層において, 粒子は濾過圧力で変形し, また, 比抵抗は塩濃度に支配されることがわかった. 比抵抗は塩濃度の上昇により増大した.この結果は DLVO 理論により説明できた.
  • 限界電流密度に及ぼす膜面線速度と温度の影響
    平岡 康伸, 富沢 章, 小口 達貴, 神武 正信
    1988 年 14 巻 6 号 p. 825-830
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    実験用電気透析装置を用いて, チーズホエー還元溶液の限界電流密度の測定を行った. 装置には陰イオン交換膜のみを組み込み, 各測定点ごとに膜面の手洗浄と洗剤による洗浄を行った.限界電流密度は 1/I-V/I 曲線からは得ることができなかったが, V/I 曲線から求められた.一定時間所定の電流を通じて, 電圧上昇が見られない場合は限界電流密度以下であると判断する方法では求めることはできなかった.
    ホエー溶液の限界電流密度は, 膜面線速度の 0.73 乗に比例した.また温度とは正の直線関係にあることがわかった.
  • 橋本 修, 森 滋勝, 平岡 節郎, 山田 幾穂, 小島 孝, 植木 孝雄
    1988 年 14 巻 6 号 p. 831-835
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    新しい乱流流動層触媒反応プロセスの開発に必要な基礎的知見を得ることを目的として, 密度の異なる2種類の粒子を用いて測定した乱流流動層からの粒子飛び出し速度のデータを提出する. 本実験で使用した粒子は, 体面積平均径65μmで, 粒子密度はそれぞれ 1580kg/m3と2150kg/m3であり, ともにGeldartマップのAグループに分類される. さらに, 実験データに基づいて, Tanaka-Shinohara の式の係数を修正し, 次式の粒子飛び出し速度定数の推算式を得た.
    Ki*g (u0-ut) =0.91・ [(u0-ut) 2/g・dpi] 1.2・ (ρpgg) -1.1
  • 永田 良一, 権藤 晋一郎
    1988 年 14 巻 6 号 p. 836-840
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    水溶液中におけるα-D-グルコースとβ-D-グルコースの相互異性化の速度定数をグルコースセンサーを用いて測定した.測定はpH4.5~7.5の0.05M酢酸ナトリウム緩衝液中で, 液温15~25℃, D-グルコース濃度0.1~0.5g/lの範囲で行った.その結果, pHとD-グルコース濃度に関係なく, α-からβ-D-グルコースへの速度定数は7.1×10-3min-1 (15℃) ~1.9×10-2min-1 (25℃), 逆反応のそれは3.9×10-3min-1 (15℃) ~1.1×10-2min-1 (25℃) であった.
  • 宍戸 郁郎, 鈴木 幸雄, 鈴木 睦
    1988 年 14 巻 6 号 p. 841-844
    発行日: 1988/11/10
    公開日: 2009/10/21
    ジャーナル フリー
    A prediction method for the heat transfer characteristics of a cascade heat pipe is developed by solving nonlinear simultaneous equations.
    It is shown that this method predicts well the experimental values of the heat tranfer rate. It is confirmed that the heat transfer characteristics of cascade heat pipes such as thermal diode and thermal switching are predicted satisfactorily by this method.
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