水平円運動をする揺動撹拌槽における低粘性流体の混合時間と混合限界回転数

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概要

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低剪断撹拌を目的とした, 緩やかな水平円運動振とうにより槽内流体を混合する手法について, 電気伝導度法を用いた混合時間の測定および直接注入トレーサー法を用いた流動状態の可視化を行った.<BR>槽振とうによって完全混合を達成するには最小限の必要な回転数があることを見いだし, これを “混合限界回転数” と名付けた.混合限界回転数Ncは, 本実験範囲で, 槽径以回転直径<I>d</I>, 動粘度νのべき関数で精度よく相関できた.<BR><I>N<SUB>c</SUB></I>=0.70<I>D</I><SUP>-0.44</SUP><I>d</I><SUP>-0.22</SUP>ν<SUP>0.06</SUP><BR>また, 混合時間<I>t<SUB>m</SUB></I>は, この混合限界回転数<I>N<SUB>c</SUB></I>をパラメータとして, 回転数<I>N</I>と槽径 <I>d</I>を用いて相関できた。<BR><I>t<SUB>m</SUB></I>=114.8 (<I>N</I>-<I>N<SUB>c</SUB></I>) <SUP>-1.3</SUP><I>D</I><SUP>1.0</SUP><BR>さらに, 混合および流動状態の可視化を行った結果, 混合限界回転数を境にしてフローパターンを, 進行波型, 旋回流型に分類できた.そして, 進行波型では完全混合状態を得ることができないという知見を得た.

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