실험 3. 고정층과 유동층 실험

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화학공학실험(Ⅰ) 보고서
실험 3. 고정층과 유동층 실험
부경대학교 공과대학
응용화학공학부
실험 3. 고정층과 유동층 실험
1. 서 론
○ 배 경
유동층을 물리적 공정 또는 화학적 공정을 통하여 광범위한 분야에 응용되고 있다. 유동화란 가스나 액체 등의 연속상내에서 분산상인 고체입자가 연속상이 공급하는 운동에너지에 의하여 유체와 유사한 운동을 나타내는 현상이다. 고체 입자를 통한 유체의 상향흐름은 자연계에서 다공성매체를 통한 지하수 또는 원유 등에서 볼 수 있다.
○ 실험 목적
(1) 고정층과 유동층에서 유체 압력손실을 측정하고 계산한다.
(2) 유동화의 조건을 이해하고 최소유동화속도를 측정한다.
(3) 유동화의 형태를 관찰하고 이해한다.
(4) 공업적 공정에서 고정층과 유동층의 응용을 조사한다.
2. 본 론
(1) 이 론
○ 고정층 유체의 속도를 증가시키면 고체입자는 움직이지 않아 입자층의 높이는 변하지 않고 압력강하는 조금 더 변하는 상태를 말하는데, 입자층을 통한 유체의 상향흐름은 공업적인 조작에서는 촉매반응기, 여과, 이온교환, 자연계에서는 다공성 매체를 통한 지하수, 천연가스의 움직임, 원유, 등에서 관찰되며, 쉽게 볼 수 있다. 특히 충전층에 충전입자가 느슨하게 충전되고 층을 통한 흐름에서 나타나는 압력강화가 층의 무게와 평형이 되면 유동화현상이 나타난다. 유동화 현상은 공업적으로 건조, 배소로, 고-기체반응기 등 여러 접촉 공정에서 광범위하게 응용 되고 있다.

참고 자료

① 부경대 응용화학공학부 화학공학실험(1)
② 부경대 응용화학공학부 천재기 교수님 유체역학강의노트
③ McCabe, W. L., et al, Unit operations of Chemical Engineering, 6th ed.,
(McGraw-Hill, 2001)
④ Ergun, S., Chem Eng Prog 48, 89 (1952)