定電流電気浸透脱水過程の解析

概要

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定電流条件下の電気浸透脱水過程を記述する簡便な方法を得るため, 脱水速度の尺度である修正圧密係数と脱水の推進力である電気浸透圧勾配を一定値として扱い, 基礎偏微分方程式を解析的に解き, 固体圧縮圧力分布と脱水の進行度を表す平均圧密比の経時変化を与える理論式を得た. 均質なベントナイトケークを実験試料に用い, 0.125−4 A/m2の定電流密度での電気浸透脱水実験を行い, 試料厚さの経時変化と最終空隙比分布を測定した. 実測値とのフィッティングにより求めた修正圧密係数と電気浸透圧勾配は, 電流密度とともに増加する傾向を示した. 最終空隙比分布の理論計算値は, 全実験範囲において, 実測値と良好な一致を示した. 電流密度<1 A/m2では, 平均圧密比の理論値と実測値は良好に一致した. 一方, 電流密度>1 A/m2においては, 脱水過程の前半においては実測値と良好に一致したが, 後半においては計算値の方が実測値より早く収束した. 後半における実測値との不一致は, 高脱水速度において現れる試料のクリープ的挙動に起因するものと思われる.
社団法人　化学工学会の論文
2004-09-20