おっちゃんエンジニアの化学工学ブログ Chemical Engineering Blog by Old Guy... since 2022

 さて、今回ですが何と前回に引き続き ロータリーキルン について取り上げてみます。化工計算ツールのシリーズで前編・後編と言う構成にするのは初めてかなと。まあ、前回は滞留時間について計算したんですけども、伝熱性能ってのもやはり気になりますよね。と言う事で、キルン内壁と粒子間の熱伝達係数がどれくらいなのか? について計算してみます。 ロータリーキルンのような円筒形状装置を粉粒体の熱交換器として使用するってのも有りますね。「熱交換器設計ハンドブック」には「第33章 回転式粉粒体熱交換器の設計法」が記載されています。ただし、普通のキルンとは違って内壁に掻上翼ってのが設置してあって、これで粉粒体をグイーっと持ち上げて、円筒の頂上辺りでドサ～っと落下させます。なんで、そうなっているのかと言うと 粉粒体を出来るだけバラバラにして、熱風とか冷風に接触させたい為なんですね。つまり、この熱交換器ってのは 粒子 - 気体間の対流熱伝達によって熱移動が進行する事になります。んで、この時の熱伝達係数は 単一粒子について適用可能な Ranz - Marshall の式が使えますね。それと、この熱交換器に湿潤粉粒体を装入すると 乾燥機となります。 なんですが、設計計算はすご～く難しいと言うか煩雑です・・・。特異な粒子の挙動に起因しているだと思いますけども。んで、ここで取り上げるのは 粒子 - 内壁間における熱伝達とします。実験的に熱伝達係数を決定した文献も有りますし、その結果に基づいた熱伝達係数 推算式ってのも有りますね。それに、熱交換にいつも気体が適用出来る訳では無いですし。交換熱量の全てを熱風で賄おうとする場合、熱風量が過大となり微粉が飛散してしまうって事も有り得ますよね。そんな場合はサイクロンで捕集するんでしょうけど。