[화학공학실험] 유동화실험 사전보고서

소개

유동화실험 사전보고서입니다.
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목차

1. 실 험 목 적
2. 이 론
3. 실 험 방 법
4. 참 고 문 헌

본문내용

1. 실 험 목 적
입자층을 통한 유체의 상향 흐름은 자연계에서는 다공성 매체를 통한 지하수, 원유, 천연가스의 움직임에서 볼 수 있으며 공업적인 조작에서는 여과, 이온교환 및 촉매 반응기 등에서 쉽게 볼 수 있다. 특히, 입자가 느슨하게 충진되고 층을 통한 흐름에서 비롯되는 압력 강하가 층의 무게와 평형이 되면 유동화 현상이 일어난다.

2. 이 론
기체나 액체를, 고체입자가 충전된 고정층의 하부로부터 완전히 통과시키면 층을 형성하는 입자는 움직이지 않으며, 유체의 속도를 점차 증가시키면 압력강하도 커지고, 각각의 입자에 생기는 저항도 커지면서 입자가 움직이기 시작하고, 유체속도가 더 커지면 입자가 유체내에서 뜨게 된다.
층을 이루는 입자들이 완전히 떠있는 상태를 유동화(fluidization), 그러한 장치를 유동층(fluidized bed)이라고 부른다.

▶유동화의 장점과 단점
장점: 입자의 격열 혼합으로 반응기내의 열전달이 좋다
반응기 전체가 거의 등온상태이다
대규모 조작가능
유체와 입자사이의 열.물질전달 속도가 아주높다
적은 면적을 가진 열교환기 사용가능
단점: 입자의 마모 현상으로 부식이 쉽게 발생
입자의 마모로 입자손실 발생
유동화 할수 있는 입자의 크기 한정(0.25in~0.001in)

▶유동층 내의 열전달
유동층 내의 열전달은 유속이 Uo보다 작은 고정층에선 작으나 U> Uo일때 는 점점 증가하여 열전달 계수가 최대가된다. 이때의 유속이 열전달 최적유속 이 되며, 그 보다 유속이 증가하게 되면 입자의 밀도가 낮기에 열전달 계수는 서서히 감소한다.

▶ 유동층에서 열전달 효과가 좋은 이유
고체입자가 순환해서 벽의 층류층 두께 감소시킴
고체의 열용량은 gas열용량 보다 크고 대류 전열량을 증대

참고자료

· 화학반응공학 / 김상환 / 사이텍미디어 / 2000 / 452-456p
· Fundamentals of chemical reaction engineering / mark. E .davis / 동화기술 / 2006 / 291-294p
· 유체역학 / 이화영 / 한국맥그로힐 / 2005 / 167-174p