[화학공학] 충진층 및 유동층의 유동화

목차

◎ 목적
◎ 이론
1. 충전층
2. 유동층
3. 최소 유동화 속도(Minimum Fluidized Velocity)
◎ 실험 방법
◎ 실험장치의 구조 및 명칭
◎ 실험 결과 DATA
◎ 실험 결론
1. 고체입자의 밀도() 측정
2. 공극률 측정() 측정
3. ΔP와 유속(ν)와의 관계
4. 공탑속도(υ) 증가시ΔP와 공탑속도(υ) 감소시 ΔP가 일치하지 않는 이유
5. 최소 유동화 속도(υmf) 추정
6. 유동층 적용 분야

본문내용

◎ 목적

충전층은 여과, 탈습, 촉매반응 등의 광범위한 분야에서 응용되며, 수력학적 유동층은 산업에 매우 중요한 역할을 하는 공정이다. 충전층과 유동층이 연속된 조작으로 보이지만 유동층에서는 입자 수송의 복잡한 특성 등이 있을 수 있다. 고체 입자와 유체의 두상간의 수력학적 관계를 결정하는 항력에 대한 정보를 아는 이 실험의 목적이다. 본 실험에서는 충전층과 유동층에서의 압력손실과 유동조건을 조사하여 보고, 실험과 이론에 의한 최소 유동화 속도를 비교하여 본다.


◎ 이론

미립체를 통해서 유체가 위로 흐르는 것은 다공성 물체를 통해서 원유나 천연가스 또는 물의 흐름에서처럼 자연적으로 자주 마주치는 현상이다. 입자층을 통한 유체의 상향흐름은 다공성구조물을 통한 지하수, 원유, 천연가스의 움직임과 같이 자연이나 filter의 backwashing, 이온교환공정, 용해물질의 추출, 그리고 몇몇 타입의 화학반응기와 같은 공업적 조작 등에서 볼 수 있는 상황이다. 입자가 느슨하게 쌓여있고, 베드를 통한 흐름으로 기인하는 감압이 베드의 무게와 같다면 유동화 현상이 일어난다는 사실은 잘 알려져 있다. 이 유동화상태는 소위 'quick sands'라고하는 것과 같이 자연적으로 혹은 공업적으로 일어나며, 건조, coating, 열전달, 화학반응에서와 같은 여러 조직에 대한 유동화와 복합적으로 일어나는 고속의 고체혼합에 이용된다.
구형 입자로 구성된 다공성 층은 다른 형태의 다공성 물질에 직접적으로 적용된다. 가장 중요한 변수는 미립체의 직경과 공극율이다. 공극율은 층 전체 부피에 대한 유체가 흐르는 공간의 비율이다. 공극율은 충전 방법에 따라 많은 영향을 받는다.

참고자료

· 없음