[반응현상실험] 고정층,유동층(Fixed Bed, Fluidized Bed) 예비레포트

소개글

안녕하세요 화학공학과 재학생입니다.
올리는 모든 자료는 직접 작성하여 제출했던 자료들이며
4년동안 실험과목 모두 A+ 성적을 받은 레포트입니다.
감사합니다:)

반응현상실험의 커리큘럼 중 고정층과 유동층의 실험에 대한 예비레포트입니다.
총 분량은 7페이지이며, Ergun Equation의 유도과정 또한 엑셀수식으로 타이핑되어 있습니다.
본 실험에 대한 결과레포트와 엑셀파일은 별도로 판매중입니다!

목차

1. 실험목적

2. 실험이론
(1) 항력과 항력계수
(2) Fixed Bed
(3) Fluidized Bed
(4) 유동화 조건
(5) 최소 유동화 속도
(6) 편류(Channeling) 현상
(7) 충전재의 요구되는 성질

3. 실험방법

4. 실험장치 및 준비물

5. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
(1) 고정층과 유동층의 메커니즘을 이해한다.
(2) 고정층 및 유동층에서 압력손실과 유체의 유동조건과의 관계를 조사하고, 고체입자와 층의 높이에 따른 최소 유동화 속도를 구하여 계산값과 이론값을 비교 검토한다.
(3) 유동층의 유동특성을 실험하여 유동화에서 중요한 역할을 하는 변수들 간의 상호관계를 파악한다.

2. 실험이론
(1) 항력과 항력계수
고체 충진층을 통과하는 유체에는 유체의 흐름방향으로 힘이 작용하는데 이 힘을 항력(Drag Force)이라 하며, 이 경우 Newton의 제 3법칙에 의하여 반대방향의 힘이 고체로부터 작용한다. 잠겨있는 고체에 대해 마찰계수와 같은 개념의 항력계수가 존재하게 되고, 이를 CD로 표현하고 아래와 같이 정의된다.
C_D=(F_D/A_P)/(ρu_0^2/2g_c ) (1)
Where, FD: Drag force, AP: 충진물의 투영 면적
차원해석으로부터 주어진 충진물의 모양에 대해 항력계수는 NRe만의 함수이다.
C_D=f(N_(Re,p)) (2)

(2) Fixed Bed
고체층을 통한 압력강하와 각 입자의 항력과의 관계는 층 입자를 통한 굽어진 통로의 고체 경계에 유체가 미치는 전체항력을 추산하여 얻을 수 있다. 액체나 기체가 고체 입자층을 통하여 아주 낮은 속도로 올라가면 입자는 거의 움직이지 않으며 이 경우에 고체 입자층을 통한 압력강하는 Ergun Equation으로 주어진다.
∆P/L (Φ_s D_P)/(ρV_0^2 ) ε^3/(1-ε)=(150(1-ε))/(Φ_s D_P ρV_0^2/μ)+1.75 (3)

참고 자료

2019년도 단국대학교 화학공학과 반응현상실험 실험실습 교안 ver 1.4