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Chemical Engineering

撹拌槽・CSTR反応器設計計算機

インペラ形式・回転数・流体物性を設定し、混合時間・消費動力・レイノルズ数・反応転化率をリアルタイム計算。タンク断面図と流れパターンを可視化。

タンク・インペラ設定
タンク直径 D1.00 m
液面高さ H_L1.00 m
インペラ径比 d/D0.33
底面クリアランス C/D0.33
インペラ形式
回転数 N100 RPM
流体物性
密度 ρ1000 kg/m³
粘度 μ1.00 mPa·s
CSTR反応設定
反応速度定数 k0.010 1/s
流量 Q0.010 m³/s
タンクス数 N_TIS1
1=理想CSTR / 10=ほぼPFR
混合時間 t_m [s]
動力 P [kW]
比動力 P/V [W/L]
転化率 X [%]
Re_m [-]
動力数 Np [-]
滞留時間 τ [s]
流況

基本理論式

撹拌レイノルズ数:$Re_m = \dfrac{\rho N d^2}{\mu}$

動力:$P = N_p \cdot \rho \cdot N^3 \cdot d^5$

混合時間(乱流域):$N \cdot t_m \approx 5.9 \left(\dfrac{D}{d}\right)^2$

CSTR転化率(一次反応):$X = \dfrac{k\tau}{1+k\tau}$, $\tau = \dfrac{V}{Q}$

実務応用:化学プラント設計・医薬品製造(GMP対応)・廃水処理・ポリマー合成でのスケールアップ検討。比動力P/V(W/L)はスケールアップ則の基本指標。

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