유입구 위치와 교반 속도에 따른 최적의 원통형 반응조 설계

소개

"유입구 위치와 교반 속도에 따른 최적의 원통형 반응조 설계"에 대한 내용입니다.

목차

Ⅰ. 실험 목적

Ⅱ. 이론적 배경
1. 반응조 종류
2. 사영역
3. 추적자(Tracer)

Ⅲ. 실험 설계
1. 교반기
2. HRT&RPM
3. 실험조건
4. 조작변인

Ⅳ. 실험 방법
1. 유량측정
2. 반응조 setting 및 HRT계산
3. 본 실험 방법

Ⅴ. 실험 결과
1. 유입구 위치에 따른 회수율 변화
2. 교반 속도에 따른 회수율, 사영역율 변화

Ⅵ. 고찰

Ⅶ. 참고문헌

본문내용

Ⅰ 실험 목적
반응조의 기하학적 형태 및 완전 혼합, 사영역, 플러그 흐름 등의 개념 이해하고 수리학적 계산을 통하여 폐수처리용 반응조를 설계할 수 있는 기본 능력 배양한다.

유입구 위치와 교반기 속도에 따른 회수율 변화를 비교하여 최적의 원통형 반응조를 선정한다.

Ⅱ 이론적 배경
반응조 종류
회분식 반응조(Batch Reactor)란 회분식 반응조는 1회 처리량을 받아서 연속적인 흐름이나 배출없이 일정 시간 처리 후 배출하는 방법이다. 처리수의 유출입이 없는 정지 상태에서 수처리를 하는 시설이고, 반응조에 1회 처리분량의 물을 넣고 처리한 후 유출시킨다. 하나의 공정이 끝나고 순차적으로 다음 공정으로 진행된다. 유체의 유입 및 유출이 없고 반응조 내에서는 완전혼합된다. 압출류형 반응조(PFR, Plug-flow reactor)란 이는 대체로 길이가 긴 반응조 내에서 일어나는 흐름으로 이론상으로 마치 호스를 흘러가는 유체의 흐름(혼합이 없이)을 말한다. 길이에 비례해서 그 형태가 명확해진다. 즉 반응조내 유입하는 유체는 유입순서대로 유입량만큼 유출되며 유체가 다른 부분과 혼합되지 않고 유로 속을 흐르는 상태이다.

완전혼합 반응조(CSTR, Continuous Stirred Tank Reactor)란 이상적인 혼합 형태를 일컫는데, 혼합이 이루어질 시 전체적인 볼륨 상의 농도가 일정하다고 본다. 유입하는 유체는 반응조내에서 즉시 완전혼합되어 균등히 분산되고 유입한 유체의 일부분은 즉시 유출된다.

이번 실험에서 3가지의 반응조 종류 중에서 완전 혼합 반응조 즉 CSTR을 사용하였다.

2. 사영역(Dead space), Working Volume
반응조 내에서 유체가 흐를 때 또는 교반기에 의해 시료가 섞일 때 영향을 받지 않는 부분으로 대부분 구석부분과 같은 흐름에서 폐쇄되어진 공간을 일컫는다. 이러한 사영역을 제외한 나머지 공간을 Working Volume이라고 한다. 이 공간은 실질적으로 유체의 흐름이 일어나는 공간을 말하며 혼합실험을 할 경우에는 혼합되어지는 공간을 나타낸다.

참고자료

· Hwang sunjin, Basic Environmental Design 6th Edition