Moneytizerによる広告を掲載しています。表面張力は機器表面の濡れ性を考慮する際に必要となることがあります。蒸留塔の詳細設計においては、充填物表面の濡れ面積を算出するのに表面張力が必要になります。充填物の濡れ性能は分離性能に大きく寄与するため、非常に重要な計算項目です。液と充填物の材質との相性も重要です。同じ形状の充填物でも、材質が異なり濡れ性能が違うだけで能力が出ないことはよくあります。プラスチック系の充填物が水系に採用されづらいのは、プラスチックが水をはじいて気液接触面積が小さくなるからです。この記事では表面張力の実測値と推算方法について紹介します。空気中での各物質の表面張力の実測値を示します。水の表面張力が約72dyn/cmであることくらいは覚えておきましょう。表面張力σと密度ρの関係、及び対応状態原理を使用した式が提案されています。$$σ=([P]ρ_{Lb})^{4}(\frac{1-T_{r}}{1-T_{br}})^{4n}$$σ:表面張力[dyn/cm]、ρLb:標準沸点における分子密度[mol/cm3][P]:パラコール定数、Tr:対臨界温度、Tbr:対臨界沸点温度パラコール定数は以下の表の加算因子から求めます。指数nは、アルコール類なら0.25、炭化水素,エーテル類なら0.29、他の有機化合物なら0.31を使用します。例として、エタノールの20°Cにおける表面張力を求めてみます。表からパラコール定数は、$$[P]=(CH_{3}-)+(-CH_{2}-)+(-OH)\\=55.5+40.0+29.8=125.3$$$$T_{r}=\frac{273.15+20}{516.2}≒0.568$$$$T_{br}=\frac{273.15+78.5}{516.2}≒0.681$$エタノールの沸点における液密度は0.734g/cm3、分子量は46.1g/molですから、$$σ=(125.3×0.734/46.1)^{4}(\frac{1-0.568}{1-0.681})^{4×0.25}\\≒21.5dyn/cm$$実測値は22.8dyn/cmですので、近い値となっています。PlusではDIPPR式が表面張力推算式のデフォルトとして設定されています。C1~5は物質固有の定数であり、シミュレータ内に内蔵されています。同様に、エタノールの20°Cにおける表面張力を求めてみると、25.7dyn/cmとなりました。実測値は22.8dyn/cmですので、少しズレがあるかな、という精度です。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。※サイト次回のコメントで使用するためブラウザーに自分の名前、メールアドレス、サイトを保存する。date*日本語が含まれない投稿は無視されますのでご注意ください。【Fickの法則】を解説:物質移動・拡散の基礎式Fickの法則は物質拡散に関する法則です。ガス吸収におけるモデルの1つである二重境膜説でも、ベースとなっている法則なので覚えておきましょう。【Hessの法則】について解説:反応熱の計算ある化学変化によって起こるエンタルピー変化量は、途中で様々な中間反応が起こったとしても最終的に同じ化学変化の状態に行き着くならばエンタルピー変化量は同じとなります。これをHess(ヘス)の法則といいます。【NRTL式】を解説:汎用的で使用頻度の高い活量係数モデルNRTL式とは活量係数を算出する手法の1つであり、Wilsonの式と同様に3成分以上の多成分系に適用できる式です。Wilsonの式とは違い2液相分離する系にも適用できるため汎用性の高い手法です。ついて解説:繊維1本当たりの粒子捕集効率フィルターの繊維1本が粒子をどの程度捕集するかを表わす効率を単一繊維捕集効率といいます。粒子の大きさやフィルター繊維径、充填率の値によって大きく変化します。流体が壁面との摩擦や流体同士の摩擦によってエネルギーを損失することを圧力損失といいます。この記事では実務で計算する頻度の多い配管流路の圧力損失について計算方法を紹介します。熱収支を計算するうえで最も重要な物性は比熱です。蒸気圧や蒸発潜熱はわからなくても場合によっては計算できますが、比熱がわからないと熱収支は計算できません。【Henryの法則】を解説:難溶性ガスの分圧と液中濃度の関係式プロフィールこのブログを運営しているルートです。化学メーカーで働くケミカルエンジニアです。