침강분석에 의한 입자 크기 측정실험

소개

실험보고서입니다.

목차

1. 서론
2. 이 론
3. 실험 장치 및 재료
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 결론
7. 사용기호
참고문헌

본문내용

1. 서론

분체의 입도를 측정하는 방법에는 여러 가지가 있지만 현재 많이 사용되는 방법으로는 체분석법, 침강법, 광산란법, 영상해석법등이 있다. 이중에서도 침강법은 간단한 장치로써 비교적 손쉬운 방법으로 입도분포를 측정할 수 있기 때문에 각종 산업에서 널리 이용되고 있다. 본 실험에서는 침강법의 가장 기본이 되는 Andreasen법을 이용하여, 주어진 액체 중에서 침강하는 분말시료(CaCO3)의 입도를 측정하고, 침강분석의 원리를 이해한다. 입도 측정법은 구형입자의 분체 시료에 적용되는 Stokes 법칙을 이용한다.

2. 이 론

2.1 입체의 침강

유체속의 입자는 중력(gravity force, FG), 입자의 부력(buoyancy force, FB)과 점성마찰력(viscous drag force, FD)를 동시에 받게되는 데, 이의 모식도를 fig.1에 나타내었다. 입자에 작용하는 총괄적 힘 FS는 입자무게 m, 입자에 가해지는 가속도 du/dt의 곱으로 표시된다.

FS=m× du/dt,종말침강속도에 도달하면 FS=0가 된다. 입자의 지름을 d P, 중력가속도를 g, 입자의 밀도를 ρm이라하면, 입자가 받는 중력 FG는 FG= {{πdP3}/6 }ρmg와 같이 나타낼 수 있다. 유체의 밀도를 ρf라 하면 입자가 받는 부력 FB는 FB= {{πdP3}/6 }ρfg와 같이 나타낼 수 있다. 또, 입자가 유체에 의해 받는 저항 FD는 FD= 3πdPuμ 와 같이 표시된다.
이 식을 Stokes` Law라고 한다. 이 때 u는 입자의 속도이며 μ는 유체의 점성계수이다. 입자에 작용하는 힘 FS는 FS=m× du/dt로 표현되는 동시에, 작용하는 각각의 힘 FG, FB, FD의 합과 같고 힘의 방향만 (+, -)등으로 달라진다. 즉, FS = FG - FB - FD 이므로

참고자료

· - 강석호, "분체공학", 희중당, p.23-77 (1995).
· - T. Allen, "Particle Size Measurement", 5th. ed., Chapman, London, 1997, p. 300-305
· - 서정목, 박균영, 이철호, 강태원, 김동선, 김진현, 최재환, “화학공학실험”, 공주대학교 출판부, 90 ~ 92, 2005
· - McCabe, W. L., J. C. Smith and p. Harriot : "Unit operation of Chemical engineering" , 6th edition, McGraw Hill, Singapore (2001).