タンク滞留時間・置換時間計算
タンクや槽の有効容積 V、流量 Q、時間 t から、平均滞留時間と置換率を計算します。 完全混合モデルでの置換時間、指定時間後の残存率、目標置換率に必要な流量を概算できます。
このページは、連続的に流入・流出する完全混合槽の目安計算です。実設備では短絡流、デッドスペース、液面変動、密度差、撹拌状態で置換挙動が変わります。
計算結果
-
使用式とモデル
τ = V / Q
C/C0 = exp(-Qt/V)
R = 1 - exp(-Qt/V)
t = - (V/Q) ln(1 - R)
- τ: 平均滞留時間
- R: 完全混合モデルでの置換率
- C/C0: 初期成分の残存率
注意事項
- 完全混合槽では、理論上100%置換には無限時間が必要です。そのため目標置換率は100%未満で入力します。
- 押出し流れ（プラグフロー）に近い場合、置換は1回分の容積通液で大きく進みます。完全混合モデルとは結果が異なります。
- 実設備では短絡流（ショートパス）、デッドスペース、撹拌不足、液面変動、密度差、温度差も確認してください。
FAQ
滞留時間と置換時間は同じですか？
同じではありません。滞留時間 τ は V/Q の平均時間です。完全混合槽で95%置換したい場合は約3τが必要です。
なぜ100%置換を入力できないのですか？
完全混合モデルでは古い液の濃度が指数関数的に下がるため、理論上0%にはなりません。実務では95%、99%などの目標置換率で考えます。
配管の置換にも使えますか？
配管のように押出し流れに近い場合は、配管容量と流量から置換時間を別途確認すると実態に近いことがあります。完全混合槽とは分けて考えてください。