화학공학실험 실험보고서 - 고정층과 유동층 실험

목차

1. 실험 목적

2. 이론
2.1 고정층
2.2 유동층
2.3 유동화의 형태
2.4 공업적 응용

3. 실험
3.1 실험 장치
3.2 실험 방법

4. 참고 문헌

본문내용

1. 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. 이론
2.1 고정층
(1) 고정층
유체 속도를 증가시키면 고체입자는 움직이지 않아 입자 층의 높이는 변하지 않고 압력강하는 조금 더 변하는데, 이 상태를 고정층(fixed bed)이라고 한다. 고체입자가 매우 작고 입자 사이로 흐르는 유체의 흐름을 층류로 하였을 때 고체 입자 층에서의 압력강하는 빈 관속에서의 유속에 비례한다. 즉 유체의 속도를 증가시키면 고체입자는 움직이지 않아 입자층의 높이는 변하지 않고 압력강하는 조금 더 변하는 상태를 말한다.
(2) 특징
고체입자가 매우 작고 입자사이로 흐르는 유체의 흐름을 층류로 하였을 때 고체 입자층에서의 압력강하는 빈 관속에서의 유속에 비례한다.

<중 략>

2.2 유동층
(1) 유동층
고체입자층에서 유체가 아주 저속으로 통과하면 입자들은 움직이지 않으며 압력 강하는 Ergun식으로 나타낼 수 있다. 유속을 조금씩 증가시키면, 압력 강하와 개별 입자에 대한 항력이 증가하여, 마침내 입자들이 움직이기 시작하고 유체 중에 현탁된다. 현탁물은 밀도가 큰 유체와 거동이 마찬가지이므로, 완전 현탁 입자의 상태를 기술하는데 유동화 및 유동층이라는 술어를 사용한다.

(2)특징
입자가 아주 작으면 입자사이의 유로에서의 흐름은 층류가 되고, 층에서의 압력 강하는 공탑속도에 비례한다. 유속이 조금 증가하면 압력 강하가 증가하지만, 입자는 움직이지 않고, 층 높이는 그대로 유지된다. 유속이 어떤 값에 이르면, 층에서의 압력 강하가 입자에 작용하는 중력 즉 층의 무게와 균형을 이루는 상태가 되며, 유속이 이 이상 증가하면 입자가 움직이기 시작한다. 유속이 더욱 증가하면 입자들이 서로 충분히 떨어져서 층 안을 돌아다니게 되어, 참 유동화가 일어난다.

참고 자료

화학 공학실험 강의노트 (임도진 교수님) P.19-P.23
김승재 외 2명, 단위조작, 東和技術, P.316-318
Warren L. McCabe 저. Unit Operations of Chemical Engneering 5판. (주)사이텍미디어출판
김학준, 단위조작실험, 초판, 경남대학교 출판부, pp.131～137 (2001).