PFR실험 결과레포트

소개

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목차

1. 개요

2. 이론
(1) 체류시간에 따른 전화율의 변화
(2) 반응 속도 상수(k)의 온도의존성
(3) 체류시간의 분포

3. 실험 장치 및 방법
(1) 실험 기기 및 장치
(2) 실험방법

4. 실험 결과 및 고찰
(1) 체류시간 변화에 따른 영향
(2) 반응온도 변화에 따른 영향
(3) 속도상수
(4) PFR 반응기의 특성

본문내용

1. 개요
관류 반응기는 기초 반응공학의 특정 교수과목을 담당하는 사용자가 광범위한 실험에 사용할 수 있도록 제작되었다. 본 장치에서 다음의 공통적인 3가지의 기본적인 실험을 행할 수 있다.

A. 시간에 따른 반응진척도 (전화율) 변화 실험
B. 반응속도상수(k)의 온도의존성 실험
C. 체류시간분포실험

2. 이론
대표적인 연속 이상 반응기의 모델에는, 관형반응기 (Plug Flow Reactor) 와 연속 교반 탱크형 반응기 (CSTR : 연속 반응기)가 있다. 관형반응기는, 그 생긴 모양이 관 모양이어서가 아니라, 반응기 안에서의 물질의 흐름이 관에서의 흐름과 같은 반응기이다. 즉, 반응기에 도입된 물질의 흐름이 축 방향 혼합 없이 방사방향만의 혼합이 일어나며 흐르는, 「플러그 흐름」인 반응기인 것이다. 그래서 플러그 흐름 반응기 (Plug Flow Reactor : PFR)라고도 한다. 이 때 상태 (온도, 조성, 유속)는 한 단면에서는 일정하다고 보며, 입구로부터의 거리에 따라서는 연속적으로 변하게 됩니다.

플러그 흐름 : 항복점을 갖는 유동을 말하고, 소성 변형에서는 많든 적든 나타나는 현상이다. 세관 중에 뉴턴 유동이 생기게 하면 그 속도의 분포는 그림 (a)처럼 포물선형으로 되고, 중심부에서 최대, 관벽에서 0이 된다. 속도 기울기는 따라서 선형이 되고, 중심부에서 0, 관벽에서 최대가 된다. 그런데 점토 페이스트, 구두약 같은 부드러운 소성물을 밀어 흐르게 하면 그림 (b)와 같이 된다. 즉 관벽 부근을 제외하고는 전체가 거의 같은 속도로 움직이고, 속도 기울기는 관 내의 넓은 부분에 걸쳐 0이 된다.

반응 공학적 측면에서 체류시간 분포, 반응속도, 속도상수를 결정하는 방법은 다음과 같다. 다음과 같이, 반응차수를 아는 이 성분 반응계를 생각해 본다.

참고자료

· 없음