ルート

気体や液体の熱伝導度は主に熱流体解析をするうえで必要になってきます。熱伝導度はフーリエの法則で使用されているため、伝導伝熱の寄与に関係します。

流動解析を実施する場合には粘度は最重要物性となりますので、粘度の推算法はある程度知っておいた方が良いでしょう。

活量係数モデルで気液平衡を計算する場合には、蒸発潜熱の推算が必要になります。活量係数モデルは気液平衡計算モデルの中でも使用頻度が高いので、蒸発潜熱の推算法も知っておいた方が良いでしょう。

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。本記事では比熱の推算方法について紹介します。

高圧気液平衡は非理想性が高まり推算精度が落ちるので、物性面では好ましくないです。ただ、高圧の方が有利な反応が存在するため、自ずと高圧気液平衡を扱わざるを得ない場合があります。

圧力P、体積V、温度T、物質量nの間に成り立つ関係式のことを状態方程式といいます。化学工学では気体についての状態方程式が有名ですが、元々は気体に限った話ではありません。

実在気体の圧力や相平衡を、理想気体と同様の形式で扱うために導入された概念をフガシティーfといいます。実務で気液平衡を計算する際には、気液のフガシティーが一致することを前提として式を立てており、重要な概念です。

化学プラントにおいて常圧～減圧の気液平衡は、数多く取り扱う系であり、様々な物質の組み合わせが考えられます。この記事では気液平衡の推算モデルをいくつか紹介します。

化学プラントにおいて気液平衡は多くの機器で取り扱いがあり、重要な物性となっています。その一方で、2成分間の相互作用を予測するのは非常に難しく、どんな系にも適用できるモデルは今のところ存在しません。したがって、取り扱う系に応じて気液平衡モデルを使い分ける必要があります。

UNIFAC(Universal Functional Group Activity Coefficient)式とは活量係数を算出するモデルの1つです。UNIFAC式は原子団寄与法と呼ばれており、分子構造の加算性を利用して活量係数を推算する方法です。

UNIQUAC(Universal Quasi Chemical)式とは活量係数を算出するモデルの1つです。活量係数モデルの中では比較的新しく、1975年に提案されています。

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。ですが、なぜ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。

実在混合物のギブス自由エネルギーと理想混合物のギブス自由エネルギーの差を過剰ギブス自由エネルギーgEといいます。2成分系の気液平衡において、過剰ギブス自由エネルギーがどのような値を示すかで系の特徴がある程度わかります。

実際のプロセスでは系に外部からエネルギーを加える、あるいは外部へとエネルギーを放出する操作を行なうことがほとんどです。そのため、外部からのエネルギーの出入りが可能な閉鎖系へと理論を拡張する必要があります。このときに役に立つのが自由エネルギーの概念です。

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。