↓の質問の続きです。

質問

低圧下では間隙ができると聞いたのですが、どのような影響があるのでしょうか？実験は、100mmHg、200mmHg、300mmHg、400mmHgの四種の条件で行いました。

関連ＵＲＬ:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=218947

回答No.2

loveobo

まず最初にお詫びですが、＃１のＲm ＝ ηαρ（１－ε）ｘＡ は
Ｒc ＝ ηαρ（１－ε）ｘＡ の誤記、肝心なところに影響しますね。
＞ろ液量の増加に伴って明らかにRcも増加//
スラリーを給液しているなら、濾液の増加に伴ってケーキ厚が増加
しますので、＃１に書いたように、ケーキ抵抗は「圧縮性がなくても」
確実に増大します。ケーキ厚あたりの抵抗をＲmとしているなら、
それが増大するのはケーキの圧縮性を示していると思います。

＞Rmを求めたら、圧力が300mmHgと400mmHgが同じ値でした//
濾材抵抗は（ケーキの圧縮性に関わらず）濾材が目づまりしないかぎり
一定のはず。空隙率はケーキ内の話で、濾材抵抗とは無関係と思います。

実験装置の構成や直接測定したパラメータがわからないため、的外れの
アドバイスかもしれないので、今回は「自信なし」としておきます。

お礼

考察書けそうです！
ありがとうございました。

回答No.1

loveobo

> 低圧下では間隙ができると聞いたのですが、どのような影響があるので
> しょうか？実験は、100mmHg、200mmHg、300mmHg、400mmHg
> の四種の条件で行いました。（質問219092）

「母液が受ける流動抵抗が、母液の線速度と粘度、および固形物量に比例」
として、ケーキ内の微小厚さにおける圧力損失とのつり合いの式を立て、
ケーキ厚で積分したのがRuthの濾過方程式ですね。「通液速度Ｑが操作圧ｐ
に比例し、濾過面積Ａの二乗に比例し、濾過抵抗に反比例する」となります。

濾材の抵抗は一定と扱うことが多いですが、濾滓（ケーキ）の抵抗は、
いろいろなファクターで変化します。お手元の式がどんなパラメータで
記述されているかによって、話が噛み合わないかもしれませんので、
以下がご質問の主旨をはずしていたら、補足してください。

Ｒm ＝ ηαρ（１－ε）ｘＡ
ηは母液粘度、αは固形物乾燥重量あたりのケーキ比抵抗、
ρは固形物密度、εは空隙率、ｘはケーキの厚さ、Ａは濾過面積

スラリー（懸濁液）を濾過する場合、時間経過とともにケーキがたまり、
ｘが大きくなって濾過抵抗が増し、通液速度は刻々と遅くなります。
ｘを（スラリー濃度を介して）通液量Ｖの関数で表し、Ｑ＝ dＶ／dｔ
を積分すると、濾過に要する時間の式になります。

この間、ケーキが圧縮されない（空隙率一定）なら扱いやすいですが、
濾過中にケーキが詰まって空隙率が減少すると、濾過抵抗が増します。
圧縮性ケーキの解析をした経験がないので、この先は「自信なし」

補足

丁寧なアドバイス、本当にありがとうございます。
もう少しだけ、アドバイスお願いいたします。

Rcを求めてみたところ、ろ液量の増加に伴って明らかにRcも増加しました。
そのため、圧縮性ケーキだろうと思います。
Rmを求めたら、圧力が300mmHgと400mmHgが同じ値でした。
空隙率が一定になったと考えていいのでしょうか？

ろ過の初期ではRc<Rm、その後Rm<Rcとなりました。
この結果から、何が言えるのでしょうか？