| 研究課題/領域番号 |
21K04756
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分27010:移動現象および単位操作関連
|
|---|
| 研究機関 | 中央大学 |
|---|
研究代表者 |
船造 俊孝 中央大学, 理工学部, 教授 (60165454)
|
|---|
| 研究分担者 |
孔 昌一 静岡大学, 工学部, 教授 (60334637)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
|
|---|
| キーワード | 拡散係数 / 粘度 / 混合流体 / 二酸化炭素 / 推算 / 金属錯体 / 推算式 / 測定 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
超臨界二酸化炭素は天然有用物の抽出、金属原子の微細構造内へのコーティングや埋め込み、ポリマー中への担持など多方面の工業分野に用いられている。これらプロセス設計や最適化には種々の物性値を必要とするが、なかでも粘度と拡散係数は必須である。超臨界二酸化炭素など１成分の高圧流体の粘度や単成分中への拡散係数データは充実してきたが、高圧混合流体についての粘度や拡散係数データは非常に少なく、測定条件範囲も狭い。そのため、精度の高い粘度および拡散係数の有効な推算方法は確立されていない。
本研究は高圧混合流体中への溶質の相互拡散係数測定と高圧混合流体粘度の有効な推算法の開発を行う。
|
| 研究成果の概要 |
高圧二酸化炭素(CO2)とアルコールの混合溶媒は組成を変えることで、溶媒極性を調整でき、幅広い応用が期待されている。このプロセス設計に不可欠な物性値、特に輸送物性の測定や推算法の研究は少ない。本研究は、高圧混合流体中における溶質の拡散係数と混合流体の粘度の測定と推算法の確立を目的とした。具体的には、高温scCO2中の金属錯体と高圧CO2+ethanol混合流体中のvitamin K3の拡散係数を広範囲な条件下で測定し、その推算法を確立した。また、CO2+ethanolの混合流体粘度を充填層の圧力損失より求め、Eyring理論とPC-SAFT状態方程式を用いた高精度の推算法を開発した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超臨界二酸化炭素(CO2)、特に、CO2を主成分とする混合溶媒は温度、圧力、組成を変化させることで物性を広範囲に調整できるので、その利用についてさかんに研究・開発されている。しかし、そのプロセス設計には、混合溶媒の物性値が不可欠であるが、物性値の測定報告は少なく、特に輸送物性はごく僅かで、その推算法も確立されていない。高圧下のCO2と有機溶媒の混合流体は圧縮性流体であり、物性値の非線形性が強く、精度のよい推算が難しい。本研究は、これまで測定データが不足している広範囲な条件下における拡散係数と粘度の測定データを提供し、推算法を開発した。これらの成果は実際のプロセス設計に寄与するものである。
|
