| 研究課題/領域番号 |
20K05195
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27010:移動現象および単位操作関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
岩井 芳夫 九州大学, 工学研究院, 准教授 (80176528)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 新しいGEモデル / CPGE / Cubic Plus GE / 状態方程式 / 活量係数モデル / 気液平衡 / 第二ビリアル係数制限条件満足 / 活量係数式 / 液々平衡 / グループ寄与法 / 多成分系 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者が新たに提案した活量係数相関式(Yoshio Iwai, Fluid Phase Equilibria, 465, 24-33, 2018)を多成分系の推算式に拡張する。そのため、次のことを検討する。2成分系より求まったパラメータから多成分系を推算できるようにする。新しい活量係数式をグループ寄与法へ拡張する。サイトモデルの分子シミュレーションにより相平衡の計算を行い、グループ寄与法へ拡張した際のパラメータ値の妥当性を検証する。状態方程式に新しい活量係数式を組み込み、パラメータの体積依存性を状態方程式で評価する。
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| 研究成果の概要 |
相互作用寄与の活量係数モデルより求められる過剰ギブスエネルギー項を3次型状態方程式に追加した。状態方程式中の定数には単純な混合則を適用し、次元解析によりその追加項の係数を求めた。その際、低圧液相状態ではよく用いられる活量係数モデルと同じ形になる様にし、気相では第二ビリアル係数の制限条件を満足した。次元解析で残った1つの定数sを1.15とすることで、2成分系の気液平衡の温度依存性を良好に相関することが示さた。さらに、2成分系の気液平衡から求めたパラメータにより、多成分系の気液平衡を良好に推算できることが示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
活量係数モデルより求められる過剰ギブスエネルギー項を3次型状態方程式に結びつけるモデルは今まで存在したが、それらのモデルは、気相で第二ビリアル係数の制限条件を満足していないか、満足していても状態方程式中の定数の混合則が不自然なくらい複雑か、のどちらかであった。本研究で提案したモデルは、気相で第二ビリアル係数の制限条件を満足し、かつ状態方程式中の定数の混合則が単純である新しいモデルであり、学術的意義は大きい。さらに、このモデルにより気液平衡計算が良好に行えることから、蒸留塔などの分離装置の設計に応用でき、社会的意義も大きい。
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