Moneytizerによる広告を掲載しています。完全浮遊撹拌速度といいます。この状態では粒子の全表面が液体と接しているため固液界面積が最大で、物質移動や反応の効率が良くなっています。固体粒子の均一分散でも同様に固液界面積は最大となっていますが、動力がかかり過ぎるため効率が悪いです。物質移動や反応が目的の場合は均一分散にする必要性があまりありません。したがって、固液撹拌では完全浮遊状態となるよう設計するのが最も良い仕様となることが多いです。Njs[1/s]は一般にZwieteringの相関式(1)から算出できます。$$N_{js}=\frac{Sν^{0.1}{d_{p}}^{0.2}(gΔρ/ρ_{L})^{0.45}X^{0.13}}{d^{0.85}}・・・(1)$$$$Δρ=ρ_{S}-ρ_{L}$$S:装置形状因子、dp:粒子径[m]、ν:動粘度[m2/s]、g:重力加速度[m/s2]Δρ:固体粒子と液体の密度差[kg/m3]、ρS:固体粒子密度[kg/m3]、ρL:液体密度[kg/m3]X:固体粒子濃度[wtfrac]、d:翼径[m]Sは装置形状によって変化する因子で、槽の大きさ、撹拌翼の種類、バッフルの有無等の影響をこのパラメータのみで表しています。下表に代表的な値を示します。正直なところ、このパラメータSに関する知見は不足しており、実際に計算したい系にぴったりと当てはまるものはないのが普通でしょう。実際は参考程度にNjsの値を算出しておき、設計回転数はそれよりも高くする、あるいはインバータ等で回転数を変えられる仕様にしておくのが良いでしょう。しても正確なNjsを求める必要があるときは、実験等によって測定するしかありません。ラボスケールでは測定できても実機では測定することが難しいです。実機で正確なnjsにおいて設計したい場合は、CFD(流動解析)で固液混相流の計算を精度良く行なう必要があります。実験で浮遊限界回転速度を算出したい場合は、目視で確認するのが最も確実な方法でしょう。透明な撹拌槽を槽底が見えるように設置して、回転数が低い状態から実験を開始し徐々に回転数を上げて槽底の粒子の状態を観察します。ある回転数で槽底にある粒子がすべて流動する状態になりますが、そのときの回転数が浮遊限界撹拌速度Njsとなります。Njsについて解説しました。Zwieteringの相関式で推算できますが、撹拌条件によっては推算精度が低いので過信しないようにしましょう。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。固体表面の熱伝達と固体内部の熱伝導の比を表わす無次元数をビオ数Biといいます。ビオ数が小さいと固体表面の熱伝達より固体内部の熱伝導が支配的となり、固体表面から固体内部まで一瞬で熱が伝わります。仕事と熱はどちらもエネルギーではありますが、エネルギーとしての質の違いが存在しお互いに自由に変換することはできません。エネルギー変換の不可逆性に注目し、エネルギー変化が起こる方向を定量的に扱うために導入された状態量をエントロピーといいます。物質の温度を単位温度(1K)だけ上昇させるのに必要な熱量を熱容量[J/K]といいます。熱容量は物質の種類や温度に依存し、熱容量が大きいほど温度変化させるのに必要な熱量が多くなることを意味します。内部エネルギーU、エンタルピーH、ヘルムホルツ自由エネルギーA、ギブス自由エネルギーGの定義式を一次微分すると、エントロピーS、U、H、A、Gと、圧力P、温度T、体積V等の関係式が得られます。これらの関係式をさらに微分することでMaxwellの関係式が得られます。活量係数を算出する手法の1つであるWilson式は2液相分離する系に適用できないことが一般的に知られています。適用できないのかきちんと確認したことがある人は少ないのではないでしょうか。本記事ではWilson式の2液相への適用可否について紹介します。撹拌槽を設計するうえで重要なのが寸法比です。過去の知見から、混合させる液の物性や目的に応じてある程度常識的な寸法比が決まっています。本記事では撹拌槽の代表的な寸法比を紹介します。kgaについて解説:易溶性ガスの気液物質移動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。