화학공학실험 액상유동화 직접 쓴 결과레포트 입니다.

목차

1. Introduciton
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 이론

2. Experiment
2.1. 실험 기구 및 시약
2.2. 실험 방법

3. Result

4. Discussion

5. Reference

본문내용

이번 실험은 유체인 물로 고체입자를 상승시켜 유동층의 높이와 압력강하 및 유량속도를 측정하고 고정층과 유동층의 흐름현상을 관찰해 보았다. 실험으로 구한 최소 유동화 속도와 이론적으로 구한 최소 유동화 속도를 구해 비교해 보았다.
위에서 얻어진 Raw data를 바탕으로 고체알갱이의 밀도(2.5g/cm ^{3}), 공극률(0.378)을 계산하였다. 유속에 따른 수두차 그래프는 처음에는 증가하다가 유속 약 0.0075556m/s 부터 약 221~299mmH20으로 일정한 양상을 보였고, 유속에 따른 유동층 높이 그래프는 0.0075556m/s 전까지는 317mm일정하다가 그 이후로 점점 증가하여 최대높이 663mm에 이르는 것을 확인할수 있었다. 그런 다음 고정층과 유동층에서의 TRIANGLE P값을 각 공식에 맞게 대입하여 계산하였다

<중 략>

고정층이란 액체나 기체가 매우 낮은 속도로 고체 입자 층을 통하여 위로 흐를 때 움직이지 않는 고체입자 층을 말한다. 이때의 압력강하는 Ergun 방정식에서 구할 수 있다. 고정층일 때 유체의 속도를 증가시키면 고체입자는 움직이지 않아 입자층의 높이는 변하지 않으나 압력강하는 증가한다. 유체의 속도를 조금씩 증가시키면 압력 강하와 각 입자에 작용하는 항력(drag)은 증가하여 결국 고체입자는 움직이기 시작하고 마침내 유체 속에 떠있게 된다. “유동층화”란 이렇게 고체입자가 흐르는 유체 속에 완전히 떠있어 마치 유체 자체가 고체입자를 함유하는 진한(dense) 유체가 되는 상태를 말한다. 또한 유동층이란 이렇게 떠있는 고체입자 층을 말한다. 이 때 유체의 속도를 증가시키면 어떤 속도에서 고체 입자 층의 압력강하는 고체입자의 무게와 균형을 이루다가 그 속도 이상이 되면 고체입자가 움직이게 되며 입자 층의 높이는 증가하게 된다. 가끔 입자와 입자사이의 간격은 변화가 없으면서 유동층이 약간 팽창하여 이때 증가된 공극률이 증가된 속도를 상쇄하여 압력강하는 변화가 없는 경우가 있다. 이 때 더 속도를 증가시키면 입자는 서로 분리되면서 유동층에 균일하게 분포하게 되며 진정한 유동층화가 시작된다. 일단 유동층화가 되면 유동층 사이의 압력강하는 일정하게 되나 유동층의 높이는 유속에 따라서 증가하게 된다.

참고 자료

H.Scott Fogler 저, 화학반응공학 4판, Prentice-Hall, 2006
Warren L.Mccabe 외 2명, 단위조작, 한국맥그로힐, 2005
공업화학실험-‘액상 유동화 실험’, 전북대학교 웹디스크 화학공학부