反応管 ヘキサン平衡圧ビューア

全体の流れ

1. ユーザーが温度 T（25–400℃）・ヘキサン充填量 V_fill（室温の液量）・容器体積 V_vessel（既定5 mL）をスライダまたは数値入力で指定する。室温ヘキサン密度は25℃(655)と20℃(659)の2択（CoolProp計算値）をセレクトボックスで切り替えられる。
2. 密閉管は等容系であるため、状態は (T, 全体密度 ρ = ヘキサン質量 / V_vessel) の2変数で決まる（ρは選択した室温密度で充填量を質量に換算して算出）。
3. ビルド前に precompute.py が CoolProp（HEOS, n-Hexane の Thol et al. 2019 EOS）を呼び出し、(T, ρ) の単相2Dグリッド（温度409点 × 密度401点 ＝ 約16.4万点、密度軸0.5–700 kg/m³）と、T軸に沿った飽和蒸気圧・飽和液密度・飽和蒸気密度の1D飽和テーブルを data_grid.json へ書き出す。EOS妥当上限は600 K(326.85℃)で、これを超える温度は外挿として扱う。
4. core.js が相判定を行う。T ≥ Tc(234.67℃) は単相で、P ≥ Pc(3.04 MPa) なら超臨界(SC)、P < Pc なら気体様。T < Tc では飽和蒸気密度 ≤ ρ ≤ 飽和液密度なら気液二相(V+L)で P = Psat(T)、ρ が飽和液密度より大きければ液体ヘキサン(L)、飽和蒸気密度より小さければ蒸気(V) として単相EOSグリッドを補間する。
5. 単相の圧力補間は、動く相境界（飽和密度）をアンカーに「Δρ = ρ − ρsat(T)」で温度方向を補間する境界相対密度補間を採用し、二相/単相境界のキンクを跨がないようにしている。
6. 温度が327℃を超える場合は温度外挿、圧力が約92 MPa（状態方程式の妥当上限 pmax）を超える場合は圧力外挿として、それぞれ別建てで赤フラグと計算注記を出す。ヘキサンは臨界圧が低いため、満充填の圧縮液域（高温・高充填）では圧力外挿が出やすく、温度外挿とは独立に明示する設計になっている。
7. app.js の UI 層が、左ペインに圧力値と相バッジ、右ペインに『式と計算』透明化パネル（ρ算出→相判定→圧力補間→気液分配のてこ比を数式付きで表示）、下部に P–T 等容線グラフ（等容線・飽和蒸気圧曲線・臨界点・現在点・EOS上限線）と相状態マップ（温度–充填量で相域を色分け）を描画する。
8. URLパラメータ（?T=&fill=&vessel=）で初期条件を指定でき、水版・メタノール版・水–メタ混合版と条件を引き継いで相互リンクする。計算サーバー不要でブラウザ内だけで完結する単一HTMLとして Cloudflare Workers で公開し（仕様書 spec.html 同梱・noindexで検索除外）、配布・共有できる。

使った技術

CoolProp (HEOS, n-Hexane / Thol et al. 2019 EOS)

Python側でビルド前に純ヘキサンの (T, ρ) 2Dグリッドおよび飽和テーブルを事前計算するための物性ライブラリ。ヘキサンは純物質としてCoolProp が直接対応するため、混合版で使う thermopack は不要。

Python / precompute.py

非一様ρグリッド（0.5–700）と飽和テーブルを生成し data_grid.json に書き出すビルドスクリプト。臨界定数(Tc=234.67℃, Pc=3.04 MPa)・室温密度(25℃/20℃)・EOS妥当上限(600K)・圧力妥当上限(pmax)もここで定義する。

JavaScript / core.js

DOM・Plotly非依存の物性補間・相分岐ロジック。流体非依存のprofile方式で、水版・メタノール版から無改変で流用している。Python参照実装と突合検証済み。

JavaScript / app.js

UI層（スライダ・数値入力・室温密度セレクト→core.js呼び出し→Plotly描画・計算透明化パネル更新・温度/圧力の外挿フラグ表示・4ツール相互リンクURL生成）。

Plotly.js (cartesianバンドル)

P–T等容線グラフと相状態マップの描画。vendorとして単一HTMLに埋め込み、外部通信なしの動作を実現。

Python / build.py

template.html・vendor Plotly・data・core・appを結合して単一HTMLを生成し、docs/仕様書.html → spec.html の自動コピーまで行うビルドスクリプト。

QA（qa_compare.py / verify_core.js）

qa_compare.pyがPython補間参照とCoolProp直計算を突合、verify_core.jsがNodeでJS core.jsを実行して参照と一致を定量検証する。

Cloudflare Workers

reactor-hexane-pressureフォルダのindex.htmlと仕様書spec.htmlを静的ホスティングで公開（noindexで検索除外）。

実装の工夫

• メタノール版(037)を雛形に、CoolPropの流体を n-Hexane(Thol et al. 2019 EOS)へ差し替えて構築。core.jsが流体非依存のprofile方式だったため、変更は precompute のパラメータ（臨界定数・室温密度・妥当上限）と表示文言・配色のみで、相判定・補間ロジックは無改変で流用できた。
• 外挿を温度と圧力で別建てにした。温度はEOS妥当上限600K(326.85℃)、圧力は妥当上限 pmax(約92 MPa) を超えると、それぞれ独立した赤フラグと計算注記を出す。ヘキサンは臨界圧が3.04 MPaと低く、満充填の圧縮液域（T≧150℃級）で圧力が92 MPaを超えうるため、温度外挿だけでは取りこぼす領域を圧力外挿でカバーしている。
• 相判定では『臨界温度を超えたら一律に超臨界』とせず、T≧Tc かつ P≧Pc を超臨界(SC)、T≧Tc かつ P<Pc を気体様として区別した。near（臨界近傍）警告は Tc±3℃ で対称に出す。
• ρグリッドは非一様設計（密度軸0.5–700 kg/m³、温度409点×密度401点＝約16.4万点）。希薄蒸気側は粗く、圧縮液の急峻域は細かく刻んで、精度とファイルサイズを両立している。
• 黄／ゴールドのパレットを採用し、水版（薄青系）・メタノール版（薄緑系）・水–メタ混合版（薄紫系）と色でツールを識別できるようにした。
• 水版・メタノール版・水–メタ混合版の4ツールを URLパラメータ（T/fill/vessel）で双方向に相互リンクし、条件を保ったまま行き来できるようにした。core.jsの補間結果は qa_compare.py・verify_core.js でPython参照と突合し、既定表示 P(300℃)=6.669 MPa が CoolProp直計算 6.6685 と一致することもスポット確認している。

用語

平衡圧

密閉容器の中で、液体とその蒸気がつり合った（平衡になった）ときに示す圧力。

等容系（定容）

容器の体積が変わらない系。密閉した反応管はこれにあたり、状態は温度と全体密度だけで決まる。

全体密度 ρ

入れたヘキサンの質量 ÷ 容器体積。等容系では圧力と相を決める鍵になる量。

充填率

容器体積に対する、室温で測ったヘキサンの体積の割合（例: 5 mL の容器に 2 mL なら 40%）。

飽和蒸気圧

ある温度で液体と蒸気が共存できる圧力。気液二相のときの圧力はこれで決まる。

気液二相（V+L）

液体と蒸気が同時に存在している状態。容器内に液面がある状態。

臨界点

これより高温・高圧では気体と液体の区別が無くなる点。ヘキサンは約234.67℃・3.04 MPa（水の約374℃・メタノールの約240℃より低温）。

超臨界（SC）

臨界点を超えた状態。ここでは温度が臨界温度以上かつ圧力が臨界圧以上のとき。気体と液体の中間のような性質をもつ。

気体様（高温低圧）

温度は臨界温度を超えているが、圧力が臨界圧より低い領域。希薄な気体に近いふるまい。

液体ヘキサン（L）

臨界点に達しない範囲の、高温・高密度の液体のヘキサン（水版の「加圧熱水」・メタ版の「亜臨界メタノール」に相当）。

温度外挿 / 圧力外挿

状態方程式が確かな範囲（温度≦326.85℃、圧力≦約92 MPa）を超えた表示。超えた分は外挿（参考値）で、温度・圧力それぞれ別に注記される。