気液二相流動系におけるクロスフロー濾過

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概要

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循環ポンプを膜処理システムから省略し, 循環ループを構成するように垂直に配列した膜モジュールの下部から気体を供給することによって自然循環流を発生させ, 膜面で気相と液相の混相流体による乱流促進効果を有する膜処理法を新しく提案した.このような気液二相流動系のクロスフロー濾過特性を均一粒子懸濁液を供試液としてセラミック膜を用いて検討した.相異なる供給ガス流量に対して透過流束と自然循環液流量の最大値が存在することから, 膜表面の擦過効果として混相流体の流速が支配的であることが判った.また, 既報の液単相系の透過流束の予測計算手法を拡張して二相流の摩擦圧力損失から粒子の逆移動を意味するリフト速度を評価した.自然循環液流量を良好に予測できた二相流の摩擦圧力損失の評価式を用いて計算した二相流動系の平衡透過流束値は実験値とあまり良く一致しなかった.流動に関与する二相流の特性を正しく評価する必要性を指摘した.

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