ルート

移流輸送速度と拡散輸送速度の比をぺクレ数Peといいます。例えば現実の反応器はCSTRとPFRの間に位置しますが、どちらに近いかをぺクレ数で判断できます。また、粒子の拡散捕集においても、ぺクレ数は重要な指標となります。

粒子の慣性力と粘性抵抗の比を表わす無次元数をストークス数Stkといい、(1)式で表されます。Stk

粒子が非常に小さくなると、ランダムな軌道で運動するようになります。これをブラウン運動といい、この運動により粒子を捕集する機構を拡散捕集機構といいます。拡散捕集は小さな粒子を捕集する場合の支配的な機構です。

粒子が小さくなると慣性力が働きにくくなり、粒子は流体と同じ運動をするようになります。障害物近傍を通過するとき、ガス分子は通過できますが、粒子は障害物に物理的にさえぎられて捕集されます。この捕集機構をさえぎり捕集機構といいます。

粒子を含む流体中にフィルター等の障害物を設置すると、流体は障害物を避けて流れますが、粒子は障害物を避けきれずに衝突し捕集されます。このような慣性力を利用した捕集機構を慣性捕集機構といいます。

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。フィルターの総合的な捕集効率を算出するためには、この単一繊維捕集効率が重要になってきます。単一繊維捕集効率は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。

粉じんやダスト、ミスト等の粒子を捕集する際によく使用されるのが、障害物に粉じん等を捕集させる方法です。この方法の中でも特に、粒子をフィルターに衝突させて捕集する機構をフィルター集塵といいます。

粒子が流体中を沈降する場合に、重力と抗力が釣り合い加速度がゼロになったときの沈降速度を終末速度(あるいは終端速度、終末沈降速度)といいます。流体中から粒子を分離する操作(固液分離、気液分離)においては、粒子の終末速度が重要な因子となることがあります。

粒子が微細になる、あるいは圧力が低くなると気体分子の不連続性が影響するようになり、粒子表面でガス分子がすべるため粒子への抵抗力が弱まります。このような場合でもStokesの式で計算できるように補正する係数をカニンガム(Cunningham)の補正係数といいます。

吸着剤表面に多分子として吸着すると仮定し導出された(1)式をBETの吸着等温式といいます。BETの吸着等温式は、吸着材の比表面積を算出するのによく使用されます。本記事では、BETの吸着等温式の導出等について解説します。

吸着剤表面に単分子として吸着すると仮定して導出された(1)式をLangmuirの吸着等温式といいます。Langmuirの吸着等温式は最も基礎的な等温式の1つであり、気相の吸着で系の圧力が低い場合に見られることが多いです。

一定温度における平衡吸着量と圧力(または濃度)の関係を吸着等温線といいます。工業プロセスにおける吸着装置は等温下で運転させることが多く、吸着等温線の傾向を把握することは重要です。

化学プラントの装置設計をするうえで、正しい物性を使用して計算することは非常に重要です。プラントの主要な装置である蒸留塔や熱交換器の設計には、特に気液平衡データの精度が重要になってきます。本記事では気液平衡データの熱力学的健全性を確認するテストについて紹介します。

物質を混合したときに生じるエンタルピー変化を混合熱、もしくは混合エンタルピーといいます。混合する物質によってはプロセスの温度が大きく変化しうるため、気を付けなければならない要素の1つです。

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。