化学工学論文集

高温スラッギング流動層の流動特性

洪公弘, 山崎量平, 神保元二

1981 年 7 巻 2 号 p. 109-114
発行日: 1981/03/10
公開日: 2009/11/12

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.109

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石英ガラス製の2次元流動層を用いて, 最小バブリング速度, スラッグ頻度, 速度, 大きさおよび層膨張などのスラッグ特性値を560℃までの温度範囲内で測定した.
大粒子を使用した場合には, スラッグ特性値は温度の影響を受け, スラッグ頻度およびスラッグ長さの温度による変化は最小バブリング速度の温度変化に対応することを示した.
一方, 小粒子を用いた場合には, スラッグ頻度およびスラッグ長さは温度の変化に対しては不変であった.
温度変化を考慮したスラッグ特性値の実験式を提出するとともに, スラッギングのフローパターンが温度の上昇とともに変化することを見いだした。

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交流周波数同期による均一気泡生成

佐藤正之, 宮崎茂, 黒田正和, 佐賀井武

1981 年 7 巻 2 号 p. 115-119
発行日: 1981/03/10
公開日: 2009/11/12

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.115

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蒸留水中の単一ノズルに交流不均一電場を印加すると, 交流電圧のサイクル変化に正確に対応して気泡が生成した.同期可能周波数範囲は, 10Hzから4,800Hzに及び, 同期の下限は気泡の自然発生頻度であり, 上限はノズルの内径によって決定され, 内径が細いほど高い周波数まで同期した.また, 周波数が一定の場合には, 印加電圧とノズル内半径の関数によって同期領域の上限と下限が定められた.同期生成する気泡の直径は, 気体流量と交流周波数とにより一義的に定まり, 均一であるという特微を有する.本実験条件では, 最小で150μmから最大で5mmまでの気泡が, 同期生成により得られた.本方法は, 均一気泡が得られることと, その直径の制御が容易であるという点で, 工業的にも実験室的にも有用であろうと考えられる.

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単一円柱のはく離域における流動パターン

西村龍夫, 河村祐治

1981 年 7 巻 2 号 p. 120-125
発行日: 1981/03/10
公開日: 2009/11/12

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.120

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単一円柱のはく離域における流動状態が研究された.特に円柱の壁面近傍の流れに着目するため拡散電流分布が電極反応法によって測定され, さらに壁面近傍の可視化が水素気泡法によって行われた.はく離域の流動状態は二つの領域に大別され, 一つは逆流層域, 他は非定常な後流域である.そしてこれらの領域は.Re数 (Re=1,000～5,000) によって変化することが見いだされた.
また, これらの結果を基にして広汎なRe数にわたるはく離域の流動状態が既往の研究結果も含め検討された。低Re数域では逆流層域が支配的であり, Re数の増加につれて非定常な後流域が現れ, 臨界Re数付近ではその領域がはく離域全体に拡がることが示された.

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粉粒体空気輸送における所要動力低減に関する研究

輸送管に振動を加えることの効果

狩野武, 竹内文章, 山崎永司, 都築秀典

1981 年 7 巻 2 号 p. 126-131
発行日: 1981/03/10
公開日: 2009/11/12

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.126

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粉粒体プラグ輸送方式の所要動力を低減する一つの方法として, 輸送管に振動を加え, 管壁とプラグの間の摩擦を減少させ, それによって輸送空気圧力を低下させることを図り, その効果と最適の条件を調べた.
まず平板上のモデルに振動を加えた場合について解析と実験を行い, 次の内径25mmの水平および鉛直輸送管に, 試料として炭酸カルシウムをいろいろな振動条件の下で輸送して, 解析値と実験値とを比較し, 最も効果的な条件を調べた.その結果, 加振することによってかなり所要動力を低減できることを確かめることができ, 本方式を実際の装置に応用できる見通しを得た.

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垂直氷円柱の融解における自然対流輻射複合伝熱の基礎的研究

野澤勝廣

1981 年 7 巻 2 号 p. 132-137
発行日: 1981/03/10
公開日: 2009/11/12

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.132

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垂直氷円柱の融解実験から自然対流輻射複合融解伝熱特性を検討した.
垂直氷円柱の自然対流融解伝熱Nu_c_meltは, 複合伝熱の実験値Nu_meltから, 輻射伝熱Nu_rを差し引くことにより, 次の半理論式が求められた.この式の適用範囲は, Gr_l 10⁷から10⁹である.
Nu_c_melt=0.8Gr_l^1/4

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乱流自由表面の液相物質移動係数に及ぼす表面張力の影響

宝沢光紀, 横畑裕之, 今石宣之, 藤縄勝彦

1981 年 7 巻 2 号 p. 138-142
発行日: 1981/03/10
公開日: 2009/11/12

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.138

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攪拌槽自由表面における液相物質移動係数k_Lを5種類の溶媒 (水, メタノール, ベンゼン, 四塩化炭素, ニトロベンゼン) について酸素トレーサ法を用いて測定し, k_Lに及ぼす表面張力σの影響を実験的に研究した.その結果, 本研究と既往の研究者の実験データを平均誤差20%以内で推定できる次の実験式を提案した.
Sh=const.Sc^0.5Re^0.8 (σ/σW) ^e₆
e₆=-1.05n^-0.49
ここで (σ/σw) は当該溶媒と水の表面張力の比を示し, nは攪拌速度 [1/s] である.

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LIX63による銅の抽出速度

小島紀徳, 宮内照勝

1981 年 7 巻 2 号 p. 143-150
発行日: 1981/03/10
公開日: 2009/11/12

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.143

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工業的抽出試薬LIX 63による銅の抽出速度および逆抽出速度を, 多孔質テフロン膜を用いた抽出装置により測定した.三つの物質移動抵抗 (水相境膜における銅および水素イオンおよび膜 (有機相の一部) 中における抽出試薬の物質移動抵抗) を分離し, 水相中における1次錯体形成および解離反応を律速段階とした拡散モデルを用い解析した。N_Mが {(HR) _i/ (H) ^*} ²に比例する範囲では, 膜中の錯体の物質移動律速, {(HR) _i/ (H) ^*} ^3/2に比例する範囲では, 水相中の化学反応および錯体の拡散律速である。ここでN_M, (HR) _i, (H) ^*はそれぞれ抽出速度, 反応帯におけるLIX 63の活性成分および水素イオンの濃度である.

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気液上昇並流充填層内の半径方向液混合

中村正秋, 田下勝則, 杉山幸男

1981 年 7 巻 2 号 p. 151-156
発行日: 1981/03/10
公開日: 2009/11/12

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.151

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気液上昇並流充填層内の半径方向液混合拡散係数E_rを4.0, 5.0および6.6mm径の球形粒子を用い, 空気-水系で測定し, 同条件下の半径方向有効熱伝導度k_erの結果と比較し, 次の結果を得た.
1) 上昇並流型では液流量を一定に保ちつつガス流量を増加させると, 気泡流からパルス流に遷移する.気泡流域のE_rは液単相流のそれよりも著しく大きく, 最大値が存在する.パルス流域のE_rは漸減または一定である.
2) 前報で, 上昇並流型の気泡流においてk_erにも最大値があることがわかっている.ガス流量がE_rおよびk_erに及ぼす影響は相似である.
3) パルス流域では, 上昇並流型および下降並流型のE_rは一致した.

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気泡塔型光化学反応器の光吸収速度について

横田俊幸, 岩野俊彦, 出口広巳, 只木〓力

1981 年 7 巻 2 号 p. 157-163
発行日: 1981/03/10
公開日: 2009/11/12

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.157

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気泡塔型光化学反応器の光吸収速度を推定する一方法として, 次のような確率モデルに基づく方法を提案した.すなわち, 気泡によって散乱される光の挙動をモンテカルロ法にて模擬し, 反応相内の光路長を求め, その分布を基に光吸収速度を算出する方法である.
そして, トリオギザレート鉄カリウムの光還元反応を, 窒素ガスを通気しながら行い, その反応速度から光吸収速度を求めて, 計算値と比較した.その結果, 両者は比較的よく一致し, 先に述べた解析方法の有効性が確かめられた.
次に, この光吸収速度を簡便に求める方法として, 以下に示すような修正減衰係数μ^*を用いて均相系での光吸収速度を求め, これを不均一系での光吸収速度とみなす近似法を考えた.
μ^*=μ (1+hψ), h= (3.6/d_b) ^0.66
ここに, μは液相の減衰係数 [cm^-1], d_bは気泡径 [cm], ψはガスホールドアップである.その結果, μ<0.4cm-1では, 上記の近似法は有効であり, また0.4cm^-1<μでは, 気泡による光の散乱の影響は無視できることがわかった.

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気泡塔型光化学反応器によるトルエンの光塩素化反応について

横田俊幸, 岩野俊彦, 斉藤啓, 只木〓力

1981 年 7 巻 2 号 p. 164-170
発行日: 1981/03/10
公開日: 2009/11/12

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.164

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本研究は, 気相から液相へ物質移動が起こり液相内でラジカル反応を起こすトルエンの光塩素化反応を取り上げ, この反応を気泡塔型光化学反応器を用いて室温で行い, その反応特性について検討した.
その結果, 反応速度は塩素濃度の1次, 光吸収速度の1次に比例することがわかった.また本実験の条件下では, 総括反応の律速段階は液本体での光化学反応であることがわかった.そして, 気泡塔型光化学反応器の反応特性は, 物質移動速度および反応速度に加え, 反応相内の光路長分布から光吸収速度を的確に見積もれば, 正しく予測できることがわかった.

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邪魔板付き横型攪拌槽内の気液接触面積

福田隆至

1981 年 7 巻 2 号 p. 171-177
発行日: 1981/03/10
公開日: 2009/11/12

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.171

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平羽根タービンを取り付けた邪魔板付き横型攪拌槽の気液接触面積を, 擬1次反応を伴う NaOH-CO₂系, およびCoイオンを触媒とするNa₂SO₃-O₂系の吸収実験により求めた.気液接触面積に及ぼす操作条件, 装置条件ならびに攪拌動力の影響を明らかにした.
気液接触面積は, 比較的低いフルード数 (Fr<0.8) では液量率, 槽長, 攪拌羽根段数, 羽根枚数とフルード数で相関された.フルード数が大きい領域 (Fr>0.8) では, 接触面積はフルード数で相関されず, 単位液量あたりの攪拌動力で相関された.

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管壁触媒反応器によるギ酸エチルの加水分解

下起幸郎, 後藤繁雄, 手島英夫

1981 年 7 巻 2 号 p. 178-183
発行日: 1981/03/10
公開日: 2009/11/12

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.178

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中空および同心二重円管の管壁にイオン交換膜を装着し, 水溶液中でのギ酸エチルの加水分解反応を行わせた.反応器出口の平均濃度の実測値は栓流および層流を仮定した理論値と比較された.また, 半径方向の濃度分布が種々の半径位置で試料を採取することにより実測された.その結果, 同心二重円筒反応器のときには実測値は層流を仮定した理論値とよく一致したが, 中空円筒反応器のときには両者は大きく異なった.したがって, 同心二重円筒反応器の方が管壁触媒反応器による速度解析に適していることがわかった.

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粉体層の貫入特性

日高重助, 三輪茂雄

1981 年 7 巻 2 号 p. 184-190
発行日: 1981/03/10
公開日: 2009/11/12

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.184

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粉体層に対する貫入試験を行い, 得られる貫入過程曲線により粉体層の動的挙動を検討した.貫入過程曲線は粉体層を構成する粒子の表面特性を鋭敏に反映二し, 粉体層の角度特性と密接に関係する曲線の形状により二つのタイプ, すなわち階段形となめらかな連続形の曲線に大別することができる.これは粉体層の崩壊挙動には明確に区別できる二つのパターンがあることを示す.貫入過程曲線の考察から粉体層の複雑な動的挙動を静的動的・摩擦角により検討することを可能にした.貫入試験は粉体層の動的挙動の評価と解析に有効な試験法である.

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ヨウ化水素-水およびヨウ化水素-水-ヨウ化物系の気液平衡関係

佐古猛, 白田利勝, 吉留浩

1981 年 7 巻 2 号 p. 191-195
発行日: 1981/03/10
公開日: 2009/11/12

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.191

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ヨウ化水素-水系およびこの系にヨウ化物を加えた系について気液平衡関係を測定し, 共沸組成に及ぼす塩効果について検討した.この結果, ヨウ化マグネシウムを加えた系ではヨウ化水素の相対揮発度がかなり増大し, 塩濃度が85mol%の時共沸点が消滅することが明らかになった.また, 共沸組成と塩濃度の間には直線関係が成り立つことがわかった.
Hálaの式を用いて測定値を相関したところ, ヨウ化水素-水, ヨウ化水素-水-ヨウ化カリウム系では実測したy₁値と計算値はよい一致を示したが, ヨウ化マグネシウムを加えた系では高濃度域で良好な相関が得られなかった.これは溶液のイオン強度が高く理想性からの偏倚が著しいためと思われる.

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寄書

吉木正則, 船津和守, 篠原久, 小島紀徳, 宮内照勝, 千田佶, 只木〓力, 小川浩平, 井上恵照, 矢野元威, 原納 ...

1981 年 7 巻 2 号 p. 196-213
発行日: 1981/03/10
公開日: 2009/11/12

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.196

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1981 年 7 巻 2 号 p. 214a
発行日: 1981年
公開日: 2010/02/19

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.214a

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1981 年 7 巻 2 号 p. 214b
発行日: 1981年
公開日: 2010/02/19

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.214b

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1981 年 7 巻 2 号 p. 214c
発行日: 1981年
公開日: 2010/02/19

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.214c

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1981 年 7 巻 2 号 p. 214d
発行日: 1981年
公開日: 2010/02/19

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.214d

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1981 年 7 巻 2 号 p. 214e
発行日: 1981年
公開日: 2010/02/19

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.214e

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正誤表

1981 年 7 巻 2 号 p. 214f
発行日: 1981年
公開日: 2010/02/19

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.214f

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正誤表

1981 年 7 巻 2 号 p. 214g
発行日: 1981年
公開日: 2010/02/19

DOIhttps://doi.org/10.1252/kakoronbunshu.7.214g

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