[화학공학실험 A+ 보고서] 결과보고서-압력제어

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 결과 및 분석
4. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
- CSTR 반응기와 RTD 함수의 개념과 원리를 이해하고, 추격자를 통해 RTD를 구해본다.
- RPM(교반속도) 변화에 따른 전도도를 측정하고, 이를 통해 C(t), F(t), E(t)를 구한다.
- E(t) 함수를 통해서 CSTR 내 물질의 RTD의 변화를 알아본다.
- 이상적인 반응기와 실제 반응기의 차이를 알아본다.

2. 실험 이론
1) CSTR (연속교반탱크반응기)
산업공정에서 널리 사용되는 반응기의 형태로 액상반응에 주로 사용된다. 정상상태(steady state)에서 운전되며 완전히 혼합된다.(perfectly mixing) 따라서 혼합이 잘되기 때문에 온도 및 농도를 조절하기 용이하다. 탱크 전체에 농도, 온도, 반응속도의 공간적 변화는 없다. 하지만 실제로는 bypass, daed zone 등의 변수가 존재한다.
따라서 비이상적인 경우 적용이 부적합하지만 반응속도의 시간과 위치의 의존성이 없다는 장점이 있다.

2) RTD (체류시간분포)
반응기 내부 물질들의 분자가 반응기에 체류하는 시간 분포 E(t)로 화학반응기 내에서 일어나는 혼합의 특성이다.
주어진 시간 t보다 짧은 시간 동안 체류 후 배출된 유체의 비율을 로 나타내고 누적분포함수 F(t)라 한다.
[RTD의 측정] : 추적자(불활성 화학물질) 분자 또는 원자를 반응기로 주입한 후 출류의 추적자농도 C를 시간의 함수로 측정함으로써 구한다.

[추적자(Tracer)의 조건]
① 쉽게 검출 가능한 비반응성 물질
② 반응혼합물과 비슷한 물리적 성질을 가져 완전 혼합이 되는 물질
③ 반응기 내의 벽이나 그 밖의 어떤 표면에 흡착이 일어나지 않는 물질
④ 일반적으로 불활성기체와 더불어 착색 물질과 방서성 물질이다.

[추적자의 주입방법]
➀ 펄스입력(Pulse Input) : 짧은 시간 내에 추적자의 양이 순간적으로 주입

참고 자료

강신춘 외4인, Matlab을 이용한 공정제어공학, 아진(2001)
Donald R. Coughanowr 외1인, 최신 공정제어 3판, 김영한 외6명, Mcgraw-Hill(2009),