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流体解析 (CFD) の基礎と攪拌装置設計への活用法

流体解析 (CFD) の基礎と攪拌装置設計への活用法

～CFDによる攪拌所要動力、混合性能、伝熱性能、固液分散性の性能の評価と検証 / 攪拌翼の性能と最適化、CFDを活用したスケールアップの考え方～
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概要

本セミナーでは、撹拌における小型翼から大型翼に至る様々な撹拌翼の特徴や適用性、また撹拌所要動力や混合、伝熱特性、スケールアップに関する基礎的事項について解説いたします。

開催日

  • 2023年3月31日(金) 10時00分 ～ 16時00分

受講対象者

  • 撹拌に関連する技術者、研究開発者
    • 一般化学
    • 石油化学
    • ゴム・樹脂・接着剤
    • インク・塗料工業
    • 製紙
    • 食品
    • 医薬品
    • 化粧品 など
  • 撹拌装置を利用する技術者、研究者
  • 撹拌・撹拌装置に関連する技術者、設計者、開発者

修得知識

  • 撹拌技術の基礎知識
  • 撹拌装置選定のための各種性能評価法
  • 攪拌CFDの実施方法
  • 攪拌槽内の基礎的な流動機構とCFD予測の妥当性 (検証) について
  • CFDによる性能評価
  • CFD援用スケールアップの考え方

プログラム

　攪拌装置はプロセス産業などの分野で反応機や混合機として広く用いられていますが内部挙動は極めて複雑であることから近年は実験に代わり数値流体力学 (CFD) の手法を用いて現象把握や設計検討の試みがなされています。
　本講習会ではまず、撹拌の全般に関し基礎的事項を中心に理解を深め、攪拌装置内部挙動の解明および設計にCFDの手法が活用される事例を通して、その利活用法について理解いただくことを主旨とします。

  1. 撹拌の目的と装置の概要
    1. 撹拌の目的
      1. 撹拌装置の分類
      2. 撹拌の形態と操作目的
    2. 撹拌装置の概要
      1. 撹拌翼の種類と適用範囲
      2. 邪魔板 (バッフル) の機能と種類
    3. 各種撹拌翼の特長と流動状態 (フローパターン)
      1. 低粘度液と高粘度液の境界
      2. ハイドロフォイル翼、プロペラ翼など (軸流)
      3. タービン翼、平パドル翼など (放射流)
      4. 傾斜パドル翼 (放射流+軸流)
      5. 多段翼 (各種翼の組み合わせ)
      6. 大型翼 (パドル系、格子系)
      7. アンカー翼
      8. リボン翼系
      9. 槽底への設置翼
      10. その他 (同軸翼、ノンシール翼等)
  2. 撹拌性能の評価
    1. 攪拌所要動力と撹拌翼の吐出流量
      1. 動力数Npと撹拌レイノルズ数ReMの関係
      2. 単位体積当たりの撹拌所要動力Pv[W/m3]
      3. 動力数の相関式
      4. Npと吐出流量係数Nqによる撹拌翼の特性評価
    2. 混合性能とフローパターン
      1. 混合性能の評価指数 (混合時間TMと無次元混合時間n・TM)
      2. 混合過程と混合時間の測定
        • 着脱色法
        • 電気伝導度法
      3. 混合時間の相関と性能曲線 (ReM vs. n・TM)
    3. 伝熱性能
      1. 撹拌伝熱方式
      2. 局所熱伝達係数と総括熱伝達係数
      3. 撹拌伝熱の無次元相関
      4. 壁面の流速に及ぼす粘性係数変化の影響
    4. 固液分散性能
      1. 固液撹拌の目的
      2. 固液撹拌の具体例 (可視化実験)
      3. 浮遊限界速度の評価
      4. 浮遊限界回転数の評価
  3. 攪拌CFDの基礎
    1. 計算の目的
    2. 攪拌CFDの適用に関する先行研究事例
    3. 支配方程式
      1. 運動量の輸送方程式
      2. スカラー量 (物質・エネルギー) の輸送方程式
    4. 直接数値計算と乱流モデル
      1. DNS
      2. RANS
      3. DES
      4. LES
    5. 攪拌CFDの特徴と必要な機能
    6. 代表的な境界条件、初期条件
    7. 解析ソルバー
    8. モデル作成の留意点
    9. 計算機
    10. CFD利活用にあたっての留意点
  4. CFDによる攪拌流動の解析と検証
    1. ランキン渦の解析と可視化 (実測との比較)
    2. バッフル付き攪拌槽の乱流流動解析
      1. 液面の考慮
      2. 乱流モデルによる予測結果の相違
    3. リボン翼等の層流流動解析
    4. 攪拌性能の評価と検証
      1. 槽内流動の基本情報 (フローパターンと体積平均流速)
      2. 攪拌所要動力
      3. 混合性能
      4. 伝熱性能
      5. 固液分散性
      6. 液面からのガス巻き込みの影響
  5. 設計・適用検討の事例
    1. 攪拌所要動力の予測
    2. 傾斜パドル翼の最適化
      1. 攪拌トルクおよび吐出流量に及ぼす翼枚数の影響
      2. 吐出効率の評価
    3. 撹拌装置の高効率化 (投影面積を増大させた大型翼の性能と最適化)
      1. 混合性能に及ぼす翼の配置の影響
      2. 混合性能に及ぼす翼の回転投影面積の影響
      3. 翼の吐出バランスの調整
      4. 既存技術との比較例
    4. CFD援用のスケールアップ
      1. スケールアップの基礎 (幾何学的相似の条件)
      2. 撹拌所要動力のスケールアップCFDに基づく相関
      3. 混合時間を一定にするスケールアップの考え方
      4. Pv一定とするスケールアップに関する考察
  6. 総括 (今後の課題等も含めて)
    • 質疑応答
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講師

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主催

株式会社 技術情報協会
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お問い合わせ

本セミナーに関するお問い合わせは tech-seminar.jpのお問い合わせからお願いいたします。
(主催者への直接のお問い合わせはご遠慮くださいませ。)

受講料

1名様
: 50,000円 (税別) / 55,000円 (税込)
複数名
: 45,000円 (税別) / 49,500円 (税込)

複数名同時受講割引について

  • 2名様以上でお申込みの場合、1名あたり 45,000円(税別) / 49,500円(税込) で受講いただけます。
    • 1名様でお申し込みの場合 : 1名で 50,000円(税別) / 55,000円(税込)
    • 2名様でお申し込みの場合 : 2名で 90,000円(税別) / 99,000円(税込)
    • 3名様でお申し込みの場合 : 3名で 135,000円(税別) / 148,500円(税込)
  • 同一法人内による複数名同時申込みのみ適用いたします。
  • 受講券、請求書は、代表者にご郵送いたします。
  • 他の割引は併用できません。

アカデミック割引

  • 1名様あたり 30,000円(税別) / 33,000円(税込)

日本国内に所在しており、以下に該当する方は、アカデミック割引が適用いただけます。

  • 学校教育法にて規定された国、地方公共団体、および学校法人格を有する大学、大学院、短期大学、附属病院、高等専門学校および各種学校の教員、生徒
  • 病院などの医療機関・医療関連機関に勤務する医療従事者
  • 文部科学省、経済産業省が設置した独立行政法人に勤務する研究者。理化学研究所、産業技術総合研究所など
  • 公設試験研究機関。地方公共団体に置かれる試験所、研究センター、技術センターなどの機関で、試験研究および企業支援に関する業務に従事する方
  • 支払名義が企業の場合は対象外とさせていただきます。
  • 企業に属し、大学、公的機関に派遣または出向されている方は対象外とさせていただきます。

ライブ配信セミナーについて

  • 本セミナーは「Zoom」を使ったライブ配信セミナーとなります。
  • お申し込み前に、 視聴環境 と テストミーティングへの参加手順 をご確認いただき、 テストミーティング にて動作確認をお願いいたします。
  • 開催日前に、接続先URL、ミーティングID​、パスワードを別途ご連絡いたします。
  • セミナー開催日時に、視聴サイトにログインしていただき、ご視聴ください。
  • ご自宅への書類送付を希望の方は、通信欄にご住所・宛先などをご記入ください。
  • タブレットやスマートフォンでも受講可能ですが、機能が制限される場合があります。
  • ご視聴は、お申込み者様ご自身での視聴のみに限らせていただきます。不特定多数でご覧いただくことはご遠慮下さい。
  • 講義の録音、録画などの行為や、権利者の許可なくテキスト資料、講演データの複製、転用、販売などの二次利用することを固く禁じます。
  • Zoomのグループにパスワードを設定しています。お申込者以外の参加を防ぐため、パスワードを外部に漏洩しないでください。
    万が一、部外者が侵入した場合は管理者側で部外者の退出あるいはセミナーを終了いたします。
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