攪拌工程のトラブルをシミュレーションで回避、3事例で学ぶ「CFD」活用術

　複数の物質を混ぜる「攪拌」の工程は、あらゆる製造分野において不可欠なものだ。しかし、製造釜の変更時やスケールアップ時には、攪拌不良などが発生しやすい。こうしたトラブルは改善方針の決定が難しいため、これまでは回転数や混合時間など運転条件の見直しによるトライアル＆エラーに多くの労力が費やされてきた。

　そこで近年注目されているのが、CFD（数値流体解析）を活用したシミュレーションにより、攪拌挙動を確認する方法だ。CFDを用いてコンピュータ上で仮想的に攪拌状況を再現することで、攪拌槽を作る前に、内部の流動や混合過程、混合特性を検証することができる。

　実際にCFDで攪拌槽を評価する上では、流れ場（速度場）／濃度／粒子／定量評価の4つの指標を用いることになる。本コンテンツでは、これらを用いたCFDによる基本的な評価方法について、「攪拌槽のスケールアップ」「熱伝達率の最適化解析」「固体粒子の攪拌」という3つの事例を基に詳しく解説する。