[반응현상실험] 연속 교반 탱크반응기, CSTR (단국대)

소개

단국대 화학공학과 전공생
모든 실험 과목 A+ 받은 레포트입니다.
실험 결과 해석, 교안 문제 , 고찰 작성

목차

1. 실험목적
2. 실험결과
3. 결과값의 고찰
4. 개인 고찰
5. 참고문헌

본문내용

1. 목적
직렬로 연결된 연속 흐름 반응기를 이용하여 KCl용액의 이동에 따른 농도변화를 전도도를 통해 구함으로써 시간의 변화에 따른 각 연속 흐름 반응기의 특성과 주입 방법을 달리하여 반응기의 성능을 고찰하여 본다.

- 이 차이는 어떤 요인에 기인할 수 있는가?
실험1, 2모두 이론적인 체류 시간보다 크게 크게 측정되었으며, 실험1에서는 17.80%의 오차율이 발생했고 실험 2에서는 오차율이 120.41%으로 더 큰 오차가 발생하였다. 이러한 차이가 발생한 요인은 다음과 같다.

1. 측정 시간 오차에 따른 영향
본 실험에서는 3개의 CSTR에 대해 전도도를 약 3분 간격으로 측정하였으나, 전도도 측정장비가 1대뿐이어서 각 탱크를 순차적으로 측정할 수밖에 없었다. 따라서 Tank 1을 먼저 측정한 뒤 Tank 2와 Tank 3을 차례로 측정하는 과정에서, Tank 1과 Tank 3 사이에는 약 1분내외의 시간차가 누적되었다. 이 시간차는 동일한 시각에 대한 농도 분포를 얻어야 하는 분석에서 오차를 유발한다. 시간이 지남에 따라 각 탱크 내 KCl 농도와 전도도는 지속적으로 변하므로, Tank 3은 실제로는 더 늦은 시점에서 측정된 값이 기록된다. 이로 인해 Tank 3의 전도도는 해당 시각의 실제 값보다 과대 측정될 가능성이 크며, 결과적으로 E(t) 곡선의 피크 위치가 뒤로 밀리거나 꼬리 부분이 길어지는 형태로 나타날 수 있다. 평균 체류시간 계산은 ∫tE(t)dt 꼴의 적분을 이용하므로, 상대적으로 늦은 시간에 더 큰 E(t) 값이 반영되면 평균 체류시간이 실제보다 크게 계산되는 경향을 보인다.

2. 큰 유량으로 인한 비정상상태
실험에서는 총 유량 조건으로 200 cc/min과 250 cc/min을 사용하였다. 이상적인 CSTR 시스템이 정상상태를 유지하기 위해서는 각 탱크에 유입되는 유량, 탱크 간 이동 유량, 그리고 최종 배출 유량이 서로 같아야 하며, 이때 각 탱크의 수위는 시간에 따라 일정하게 유지되어야 한다.

참고자료

· 단국대학교 반응현상실험 교안