화공실험 레포트 - 고체의 유동화

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목차

1. 서론

2. 이론

3. 실험
3-1. 장치 설명
3-2. 실험 재료(특성)
3-3. 실험 방법

4. 결과 및 고찰
4-1. 실험 결과
4-2. 고찰

5. 결론

본문내용

1. 서론

입자가 느슨하게 충진된 층을 통한 흐름에서 비롯되는 압력강하가 층의 무게와 평형이 되면 유동화현상이 일어난다. 자연적으로는 소위 “quick sands” 로 유동화 상태가 일어나며 공업적으로는 건조, coating, 열전달 및 화학반응 등의 여러 조작에서 수행되어 진다. 이런 현상이 자연계에서는 유체의 다공성 매체를 통한 지하수, 원유, 천연가스의 움직임에서 종종 발견할 수 있으며, 공업적인 조작에서는 여과, 이온 교환 및 촉매 반응기 설계하는 것을 목적으로 수행되었다. 이번 고체분말의 유동화 실험에서는 고정층 및 유동층 실험 등을 통해 유동화에 의한 전반적인 이해를 구하고 유체와 유동층 사이의 열 전달 효과를 실험을 통하여 알아본다. 또한 그래프를 통하여 유동화 속도를 알아본다. 또한 이를 토대로 유동층 반응기에서의 유동화 과정과 유동층에서의 열교환을 이해한다.

2. 이론

유동화의 진행과정

A : 고정층 변화없이 유체가 통과하는 구간.
- 입자 층에 공기 주입 시 층 하부와 층위 사이의 압력차가 발생함.
- 공기량, 즉 유속이 증가할수록 압력차는 점점 커짐.
- 입자 층의 층압과 같아질 때까지 선형적으로 증가함.
- 흐름은 층류임.

B : 층이 재배열 되는 구간
- -> 최소 유동화 속도
- 층이 재배열 되는 최소점
- 층에서의 압력강하가 층의 무게(입자에 작용하는 중력)와 균형을 이루는 상태

C : 밀집상 유동화가 일어나는 구간
- 압력강하가 거의 일어나지 않음.
- 입자의 혼합상태가 좋아 완전 유동화된다.
- 불연속적 거품 형성.
- 주로 수직운동.

D : Slugging, 분산상 유동화 발생 – 소용돌이 발생하는 구간 (난류층)
- 입자 층에 큰 기포 생성
- 층 표면의 경계가 흐릿해지며 더욱 격렬한 혼합을 나타냄.
- 작은 입자는 비산하여 반응기 밖으로 유출.
- 빠른 유속에 의하여 기체의 체류시간이 짧아짐.

참고 자료

Warren L. McCabe, Julian C. Smith & Peter Harriot, Unit Operations of Chemical Engineering, 7th edition, Mcgraw Hill
H. Scott Fogler, Essentials of Chemical Reaction Engineering
Sung, K.-C. ,화학공학실험
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=608459&cid=42420&categoryId=42420
https://translate.google.co.kr/translate?hl=ko&sl=en&u=https://en.wikipedia.org/wiki/Fluidized_bed&prev=search
https://www.google.co.kr/search?q=high+air+flow+meter&newwindow=1&hl=ko&biw=1920&bih=971&site=webhp&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMI5JPPqvnwxwIVCBiUCh0RjAUY#newwindow=1&hl=ko&tbm=isch&q=%EC%9C%A0%EB%8F%99%EC%B8%B5&imgrc=ACC0EbC9XOBZbM%3A
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