液々分散系物質移動操作への電場の応用

电场在液-液分散传质操作中的应用

• 批准号: 60045074
• 负责人: 片山 俊
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Energy Research
• 财政年份: 1985
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1985 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-60045074/
• 关键词: 液滴の運動; 直流電場; 液々分散; 連続液相の混合; 分散相ホールドアップ

電場を備えた液々スプレー塔(内径:5cm,塔長:60cm)を試作し、分散相に蒸留水、連続相にシクロヘキサンを用いて次の事柄を調べ、電場の効果を検討した。(1)液滴の運動: 電場中の単一非帯電水滴は電圧を印加しない場合の直線運動から、電圧印加の螺線およびジグザク運動に変化した。その結果、外部スイッチ操作で分散滴の運動を自在に制御(分散相の滞留時間)できることがわかった。(2)分散相ホールドアップ特性: 電場中の分散滴は塔の上半部と下半部で異った挙動をした。塔上半部では、液滴は水平方向に激しく運動しながら下降するのに対して、塔下半部では、滴同士の合一が激しく、合一滴の一部は電気力により再分散するが、大部分の合一滴は複雑な運動をしながら下降した。その結果、分散相流量が同じでも分散相ホールドアップは印加電圧に棡存して増減し、5kVで極小となり、電圧と共に増加し、10kVを超えると再び減少した。(3)連続液相側混合特性: 電場中を分散相と連続相を向流接触させ、トレサー応答法により、連続液相側の混合特性を調べ、拡散モデルにより検討した。その結果、印加電圧の増加と共にトレサーの応答曲線のピーク位置は遅くれ現われた。これは塔軸と直角方向に電場が作用しているため、連続相、分散相共に電場方向の流れが生じ、それによる混合の寄与が大きくなり、トレサーの軸方向の拡散が遅くなるためである。印加電圧の増加と共に、連続相の軸方向、横方向共に混合状態はよくなり、連続相はピストン流れに近くなることがわかった。(4)消費エネルギー: 10kVの印加電圧場に10.8×【10^(-3)】【m^3】/hの分散相流量を供給したとき、分散相によって塔内の液を攪拌・混合するのに要した消費電力は8.5kW/【m^3】であった。

Electric field preparation liquid column (inner diameter:5cm, column length:60cm) for trial operation, dispersed phase for evaporation of water, continuous phase for separation of water, use of secondary handle for adjustment, electric field effect for investigation. (1)Droplet motion: In electric field, a single non-electric droplet moves linearly in response to electric voltage, and changes in spiral motion due to electric voltage. As a result, the dispersion of droplets is controlled by the external operation (residence time of dispersion phase). (2)Dispersive phase characteristics: Dispersive droplets in the upper and lower halves of the tower move differently in the electric field The upper half of the tower is excited and the droplets move horizontally. The lower half of the tower is excited and part of the droplet is electrically dispersed. Most of the droplets move horizontally. As a result, the dispersed phase flow rate is the same as that of the dispersed phase, and the voltage is reduced, 5kV is extremely low, the voltage is increased, and 10kV is exceeded. (3)Mixing characteristics on the liquid side of the connection: mixing characteristics on the liquid side of the connection: mixing characteristics on the dispersed phase and the continuous phase in the electric field As a result, the voltage increases, and the response curve is located in the opposite direction. The electric field acts on the tower axis at right angles, and the flow in the direction of the electric field is generated by the continuous phase and the dispersed phase. The flow in the direction of the electric field is mixed with the flow in the direction of the axis. In addition, the voltage increases in the axial direction and the horizontal direction. (4)Consumption power: 10kV high voltage field 10.8× [10^(-3)][m^3]/h dispersed phase flow rate supply, dispersed phase mixing and mixing of liquid in the tower consumption power 8.5 kW/[m^3].