뭄치무 스토어

뭄치무

개인인증

팔로워4 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

43개
전체 판매량

1,000+개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

평균A
자료문의 응답률

82%

전체자료 43개

화학공학응용및실험 유로 단면적 변화에 의한 압력 손실 및 유량 측정 결과레포트

Ⅲ. 실험 장치 및 실험 방법(1) 실험장치????⑪? ?? ??⑩? 직관 (Straight 10A)? 직관 (Straight 15A)? 직관 (Straight 20A)? L-bow 180°? Venturi meter? Oriffice meter? 급확대 도관? 급축소 도관? Rotameter⑩ Feed pump⑪ Manometer- 실험 준비물 : 메스실린더, Stop watch, 온도계(2) 실험 방법1) 준비작업1. Water tank를 2/3정도 채운다.2. 전원을 넣기 전 bypass 밸브를 개방하고 pump를 가동한다.* 조원별 역할 분담조원 1 : 수두차 확인 및 계산조원 2 : 유량 조절조원 3: 사진 촬영 및 결과값 정리조원 4 : 호스 정리 및 기포 제거2) 본실험1) 실험장치의 모든 밸브를 완전히 열어 놓는다.2) 각 관로 중 실험하고자 하는 line의 흐름 방향 valve와 by pass valve만을 열어놓고 다 른 valve는 모두 잠근다.3) 유량조절은 bypass와 control valve를 이용하여 조절한다. 유량을 조절하는 이유는 manometer로 수두차를 읽을 수 있는 유량으로 맞추어 주는 것이다.4) 유량에 따른 manomter의 수두차를 읽은 후 기록한다.*주의사항1. manometer의 수두차를 읽기 전 manometer와 pipe line 상의 기포를 모두 제거해 주어 야 한다.2. 장치의 동파방지를 위하여 실험이 끝나면 장치의 모든 밸브를 열어 물을 배수하여 주고, tank안의 물도 완전히 빼내어 준다.Ⅳ. 실험 결과 및 결과값 해석(1) Staright 10A(D=0.01m), Length 50cmRotameter유량 (L/S)측정값(수두차)(mmH _{2} O)마찰손실(m ^{2} /s ^{2})압력차(이론값)(mmH _{2} O)실험1실험2실험1실험216L/M(0.267L/s)16L/M(0.267L/s)3224866.6767918(0.3L/s)5948.1983320L/M(0.333L/s)20(0.333L/s)6587209.831,000(1) 압력차 및 마찰손실 구하기압력차 이론값을 구하기 위해서는 마찰손실이 필요하며, 마찰 손실을 구하기 위해 마찰계수(Fanning friction factor, f)를 구해야 한다.마찰계수를 알기 위해서는N _{Re}를 구해 층류인지, 난류인지 알아봐야 한다.N _{Re} = {rhoD {bar{V}}} over {mu}이며,{bar{V}} = {Q} over {S},Q= {Volume} over {time},S= {pi} over {4} D ^{2}을 이용하여 구할 수 있다.1) 16L/M(0.267L/s)에서D=0.01m, L=0.5ms= {pi} over {4} D ^{2} =7.9 TIMES10 ^{-5} (m ^{2} )Q _{측정}={Volume} over {time} = {0.267L} over {s} TIMES {1m ^{3}} over {10 ^{3} L} =2.67 TIMES10 ^{-4} m ^{3} /sV= {Q} over {S}{2.67 TIMES10 ^{-4} m ^{3} /s} over {7.9 TIMES10 ^{-5} m ^{2}}=3.38m/s온도계를 이용하여 온도를 재지 못했으므로, Feed의 온도를 20{}^{O} C로 가정하면물의rho=998.2kg/m ^{3},mu=0.001kg/m BULLETsReynolds numberN _{Re} = {rhoD {bar{V}}} over {mu} ={998.2kg/m ^{3} TIMES0.01m TIMES3.38m/s} over {0.001kg/m BULLETs} =33,7395,000

공학/기술| 2020.09.23| 39페이지| 2,000원| 조회(268)

화학공학과, 수원대, 결과레포트, 화공과, 화학공학응용및실험

미리보기

닫기
화공시스템 고체의 열전도도 실험 (결과레포트) 평가B괜찮아요

3. 실험 장치 및 방법1) 실험 장치 및 재료실험 준비물 : 열전도율 측정 실험장치, 시험편, 버니어 캘리퍼스2) 실험 방법1. 시험편을 장치의 a (2mm 두께), b (4mm 두께)에 각각 설치하고 유량계를 통하여 냉각수를 일정량 하부로 흘려보낸다.Al(알루미늄)을 a, b 자리에 넣은 모습SS(스텐)을 a, b 자리에 넣은 모습2. 전원을 넣은 후 온도조절계로 일정온도로 올려주고 냉각수량을 조절하여 정상상태가 되도록 조절한다.TEMP CONTROLLER(온도조절계)로 일정온도를 맞춰두고 그 온도에 도달한 상태수도꼭지를 이용해서 냉각수량을 조절3. Panel의 온도지시계의 온도를 순서대로 읽고 정상상태의 값을 시험결과로 기록한다.4. 재질이 다른 시험편으로 바꾼 후 위의 과정을 되풀이하여 실험한다.※주의사항1. 온도 측정은 충분한 시간이 경과한 후 정상상태(steady state)에서 측정한다.2. 기준관과 시험편 사이를 엇갈리거나 사이가 뜨지 않게 충분히 조여야하며 보다 좋은 밀착을 위하여 구리가루를 사용하여도 좋다.3. 시험편과 기준관을 밀착시킬 때는 실험 장치의 조절 너트를 아래로 내려 적절히 조여 주여 밀착이 잘 되도록 한다.4. 실험 결과5. 실험결과에 대한 고찰1) 온도구배를 Table 실험 Data표에 따라 계산한다.재질이 Al인 경우시험편기준관재질AlCu직경40mm40mm두께L_{ a}=2.0mmL_{ b}=4.0mmL_{ R}=30mm열전도도k=202W/m·℃k_{ R}=387W/m·℃첫 번째 왼쪽 : 180℃첫 번째 오른쪽 : 190℃두 번째 왼쪽 : 200℃Table 실험 Data 표 : p.16조건 (180℃)DELTA T _{ 1,2}=T _{ 1}-T _{ 2} =156-150=6DELTA T _{ 2,3}=T _{ 2}-T _{ 3}=150-144 =6DELTA T _{ 3,4}=T _{ 3}-T _{ 4} =144-138=6DELTA T _{ 4,5}=T _{ 4}-T _{ 5}=Delta T _{ a} =138-97=41DE _{ 9,10}} over {6 }= { 6+7+7+5+5+4} over {6 }=5.7평균DELTA T _{ 1,2}=T _{ 1}-T _{ 2} =164.7-158.7=6DELTA T _{ 2,3}=T _{ 2}-T _{ 3}=158.7-152=6.7DELTA T _{ 3,4}=T _{ 3}-T _{ 4} =152-145.7=6.3DELTA T _{ 4,5}=T _{ 4}-T _{ 5}=Delta T _{ a} =145.7-102.7=43DELTA T _{ 6,7}=T _{ 6}-T _{ 7}=Delta T _{ b} =97.7-47.7=50DELTA T _{ 7,8}=T _{ 7}-T _{8} =47.7-43=4.7DELTA T _{8,9}=T _{ 8}-T _{ 9} =43-38.3=4.7DELTA T _{9,10}=T _{ 9}-T _{ 10} =38.3-34.7=3.6Delta T _{ R}= { Delta T _{ 1,2} + Delta T _{ 2,3}+ Delta T _{ 3,4}+ Delta T _{ 7,8}+ Delta T _{ 8,9}+ Delta T _{ 9,10}} over {6 }= {6+6.7+6.3+4.7+4.7+3.6} over {6 }=5.3재질이 SS인 경우시험편기준관재질SSCu직경40mm40mm두께L_{ a}=2.0mmL_{ b}=4.0mmL_{ R}=30mm열전도도k=16.2W/m·℃k_{ R}=387W/m·℃첫 번째 왼쪽 : 180℃첫 번째 오른쪽 : 190℃두 번째 왼쪽 : 200℃Table 실험 Data 표 : p.17조건 (180℃)DELTA T _{ 1,2}=T _{ 1}-T _{ 2} =167-163=4DELTA T _{ 2,3}=T _{ 2}-T _{ 3}=163-160=3DELTA T _{ 3,4}=T _{ 3}-T _{ 4} =160-156=4DELTA T _{ 4,5}=T _{ 4}-T _{ 5}=Delta T _{ a} =156-105=51DELTA T _{ 6,7}=T _{ 6}-T _{ 7}=De+3+1} over {6 }=3.3평균DELTA T _{ 1,2}=T _{ 1}-T _{ 2} =174.3-170.3=4DELTA T _{ 2,3}=T _{ 2}-T _{ 3}=170.3-166.7=3.6DELTA T _{ 3,4}=T _{ 3}-T _{ 4} =166.7-162.3=4.4DELTA T _{ 4,5}=T _{ 4}-T _{ 5}=Delta T _{ a} =162.3-108.3=54DELTA T _{ 6,7}=T _{ 6}-T _{ 7}=Delta T _{ b} =105.7-34.3=71.3DELTA T _{ 7,8}=T _{ 7}-T _{8} =34.3-31.3=3DELTA T _{8,9}=T _{ 8}-T _{ 9} =31.3-28.3=3DELTA T _{9,10}=T _{ 9}-T _{ 10} =28.3-27.3=1Delta T _{ R}= { Delta T _{ 1,2} + Delta T _{ 2,3}+ Delta T _{ 3,4}+ Delta T _{ 7,8}+ Delta T _{ 8,9}+ Delta T _{ 9,10}} over {6 }= { 4+3.6+4.4+3+3+1} over {6 }=3.172) 시편의 열전도도를 Table에 따라 구한다.재질이 Al인 경우시험편기준관재질AlCu직경40mm40mm두께L_{ a}=2.0mmL_{ b}=4.0mmL_{ R}=30mm열전도도k=202W/m·℃k_{ R}=387W/m·℃Table 실험 Data 표 : p.16조건 (180℃)k_{ a ^{ '} }= { Delta T _{ R} } over {Delta T _{ a} } { L _{ a} } over {L _{ R} }k _{ R}= {5 } over {41 } { 2.0} over {30 }387=3.146k_{ b ^{ '} }= { Delta T _{ R} } over {Delta T _{b} } { L _{ b} } over {L _{ R} }k _{ R}= {5} over {47} { 4.0} over {30 }387=5.489 a} } over { { L _{ b} } over {k _{ b ^{ '} } }-{ L _{a} } over {k _{ a ^{ '} } } }= {4.0-2.0} over { {4.0 } over { 5.5}- {2.0 } over { 3.2} }=20재질이 SS인 경우시험편기준관재질SSCu직경40mm40mm두께L_{ a}=2.0mmL_{ b}=4.0mmL_{ R}=30mm열전도도k=16.2W/m·℃k_{ R}=387W/m·℃Table 실험 Data 표 : p.17조건 (180℃)k_{ a ^{ '} }= { Delta T _{ R} } over {Delta T _{ a} } { L _{ a} } over {L _{ R} }k _{ R}= {3 } over {51 } { 2.0} over {30 }387=1.52k_{ b ^{ '} }= { Delta T _{ R} } over {Delta T _{b} } { L _{ b} } over {L _{ R} }k _{ R}= {3} over {68} { 4.0} over {30 }387=2.28k= { L _{ b}-L _{ a} } over { { L _{ b} } over {k _{ b ^{ '} } }-{ L _{a} } over {k _{ a ^{ '} } } }= {4.0-2.0} over { {4.0 } over { 2.28}- {2.0 } over { 1.52} }=4.65조건 (190℃)k_{ a ^{ '} }= { Delta T _{ R} } over {Delta T _{ a} } { L _{ a} } over {L _{ R} }k _{ R}= {3.2 } over {54 } { 2.0} over {30 }387=1.53k_{ b ^{ '} }= { Delta T _{ R} } over {Delta T _{b} } { L _{ b} } over {L _{ R} }k _{ R}= {3.2} over {70} { 4.0} over {30 }387=2.36k= { L _{ b}-L _{ a} } o는 것은 자유전자의 운동이 결정격자의 열 진동에 의해 방해를 받기 때문인 것으로 알려져 있다. 한편 같은 자유전자를 가지지 않는 유전체(절연체)의 경우, 열에 의해 그 일부에 발생한 원자·분자의 진동이 일종의 파동성을 가져서 그것이 표면에서 반사되어 정상파를 만들며 정상파 전체의 에너지가 균일하게 내부에너지를 높이는 작용원리에 의해 열을 전달한다. 이 파동의 전달은 비교적 느리게 진행하므로 유전체의 열전도도가 금속에 비해서 낮다. 기체의 경우에는 고체·액체와는 완전히 다른 작용원리를 가지며, 서로 다른 온도를 가지는 2개 기체층 경계에서 분자가 교환(확산)되면서 서로 운동에너지를 교환함으로써 열이 전달된다. 이러한 확산과정이 느리기 때문에 기체의 열전도도는 다른 상태보다 매우 낮은 값을 갖는다.실험 결과 열전도도는 Al(알루미늄)이 SS(스텐)보다 훨씬 크며, 같은 온도 조건에서Delta T_{ R}값이 Al이 더 크다. 열전도도 k값이 크면 열이 전달이 잘 된다. 즉, Al이 SS보다 열을 더 잘 전달한다. Fourier 법칙에서 보면 Al과 SS은 q(표면에 직각 방향으로의 열흐름 속도)값과 A(단면적)값은 같은데 k값과 △T값이 달라서 결국 R값도 달라진다. k는 온도와 거리의 기울기 값과 반비례하게 나타나 Al의 기울기가 SS의 기울기보다 작다. 또한 온도 조건이 클수록Delta T_{ R}값은 커지며 k값은 작아진다. 열전달 과정에서의 오차로 인해 이론값과 실제 측정값은 열전도도의 차이가 매우 심하게 난다. 만약 두께와 단면적이 달랐다면 실험측정값 또한 달라졌을 것이다.오차 분석(%)오차= { (이론값-실험값)} over {(이론값) } TIMES100Al의~k값~오차= { (202-20)} over {(202) } TIMES100=90.10%SS의~k값~오차= { (16.2-4.78)} over {(16.2) } TIMES100=70.49%오차가 난 원인① 온도 측정 기계의 오류로 인해 온도가 정확하게 나오지 않았다.② 기계의 오류로 정상상태에 도달.

공학/기술| 2020.09.23| 15페이지| 2,000원| 조회(239)

화학공학과, 수원대, 결과레포트, 화공과, 화공시스템실험

미리보기

닫기
화학공학과 화공시스템 흡수탑 실험 결과레포트

Ⅲ. 실험 장치 및 실험 방법(1) 실험장치 (실제 사진)① 충진탑(Packed Column)② Water Distributor? Gas absorption cylinder? Gas 흡수 용액 Vessel?CO _{2} Regulator?CO _{2} Gas Bomb? Water tank? Drain Valve? Sampling Valve⑩ Water Rotameter⑪CO _{2} Rotameter(화공시스템 실험 교재)(2) 실험 재료1)0.1N```````HCl2)0.1N`````Ba(OH) _{2}3) Feed에서 채취한 시료20ml 4) 증류수5) 페놀프탈레인 지시약6) 뷰렛과 교반기, 스포이드와 비커7) 에틸 알코올(3) 실험 방법1) 준비작업 및 시료의 준비○ 1.74ml의35wt%`HCl을200ml의 증류수와 혼합하여0.1N````HCl을 제조한다.0.3N```Ba(OH) _{2}시약을 이용하여0.1N````Ba(OH) _{2}를 제조한다.○ 실험에 필요한 기구들(뷰렛, 눈금 실린더, 페놀프탈레인 지시약)을 준비한 후 조원을 도와 시약을 제조한다.○ 흡수탑 시험장치의 전원을 켠 후 물의 유량을 Rotameter를 이용하여 조절해준 후 탑 위, 아래의 온도({}^{O} C)를 측정한 다음, 눈금 실린더에20ml의 물을 받아낸 다.2) 흡수탑 시험장치 내부의 물과CO _{2}의 유량에 따른 실험 방법1. 준비된0.1N````HCl을 뷰렛에 채워 지지대에 고정시킨다.2. 흡수탑 시험장치에서 얻어낸20ml의 물을10ml의0.1N````Ba(OH) _{2}와 혼합한 후 페놀프탈 레인 지시약을 2~3방울 떨어뜨린다.3. 혼합용액에0.1N````HCl이 담긴 뷰렛을 천천히 떨어뜨린 후 교반기를 이용하여 무색이 나 올 때까지 실험을 진행한다.4. 위와 동일한 방법으로CO _{2}의 유량이5LPM,3`LPM일 때 물의 몰유량5`LPM`,``7`LPM에 서 흡수탑 시험장치에서20ml의 시료를 채취하여 소요된HCl의 부피(ml)를 알아낸다.5. 이전 실험으로 인해 } =5.1 TIMES10 ^{-2} kgmol/m ^{3}lH _{2} O만 흐를 때 소비된0.1N`HCl의 부피 : 28.9mlCO _{2}를 향류로 흐른 후 소비된0.1N``HCl의 부피 : 19.6ml3. 탑 아래 농도물의 몰유속L _{M} = 물의 유량 / 관의 단면적물의 유량 =5l/min` TIMES {1m ^{3}} over {1000l} TIMES {1000kg} over {m ^{3}} TIMES {1kgmol} over {18kg} TIMES {60min} over {1hr} =16.67kgmol/hr관의 단면적 ={pi(0.09m ^{2} )} over {4} =6.362 TIMES10 ^{-3} m ^{2}THEREFOREL _{M} = {16.67kgmol/hr} over {6.362 TIMES10 ^{-3} m ^{2}} =2620kgmol/m ^{2} BULLEThr29.8ml-19.6ml=10.2mlSample 20ml안에 있는CO _{2}의 농도={10.2ml`HCl} over {20ml`Sample} = {10.2(0.1mol)( {1} over {2} )CO _{2}} over {20ml`Sample} =2.55 TIMES10 ^{-2} kgmol {CO _{2}} over {m ^{3}}정리하면,탑 아래 농도C _{1} =2.55 TIMES10 ^{-2} kgmol/m ^{3}탑 위 농도C _{2} =0.00kgmol/m ^{3}포화 탑 아래 농도5.1 TIMES10 ^{-2} kgmol/m ^{3}포화 탑 위 농도4.82 TIMES10 ^{-2} kgmol/m ^{3}충전탑 높이1.4m물의 몰속도L _{M} =2620kgmol/m ^{2} BULLEThr따라서,총괄 용량 계수K _{L} a= {1} over {1.4m} TIMES2620kgmol/m ^{2} BULLEThr TIMES {2.55 TIMES10 ^{-2}} over {0.0357} =1336C _{1} `,`C _{2} ``: 탑 아래, 위의CO _{2}농 ^{2}} =3662kgmol/m ^{2} BULLEThr29.8ml-22.7ml=7.1ml={7.1ml`HCl} over {20ml`Sample} = {7.1(0.1mol)( {1} over {2} )CO _{2}} over {20ml`Sample} =1.8 TIMES10 ^{-2} kgmol {CO _{2}} over {m ^{3}}정리하면,탑 아래 농도C _{1} =1.8 TIMES10 ^{-2} kgmol/m ^{3}탑 위 농도C _{2} =0.00kgmol/m ^{3}포화 탑 아래 농도5.0 TIMES10 ^{-2} kgmol/m ^{3}포화 탑 위 농도4.77 TIMES10 ^{-2} kgmol/m ^{3}충전탑 높이1.4m물의 몰속도L _{M} =3662kgmol/m ^{2} BULLEThr따라서,총괄 용량 계수K _{L} a= {1} over {Z} L _{M} {C _{1} -C _{2}} over {(C* _{1} -C _{2} ) _{Im}} = {1} over {1.4m} TIMES3662kgmol/m ^{2} BULLEThr TIMES {1.8 TIMES10 ^{-2}} over {0.0392} =1197(C*-C) _{Im} = {(C* _{1} -C _{1} )-(C* _{2} -C _{2} )} over {ln {C* _{1} -C _{1}} over {C* _{2} -C _{2}}}C _{1} `,`C _{2} ``: 탑 아래, 위의CO _{2}농도(kgmol/m ^{3})C* : 액온에서 물에 대한CO _{2}의 포화농도(kgmol/m ^{3} )Z : 충전탑 높이 (m)L _{M} : 물의 몰유속(kgmol/m ^{2} BULLEThr)이동단위 높이H _{Ox}는 다음으로 계산한다.H _{Ox} = {Z} over {N _{Ox}} = {Z} over {{C _{1} -C _{2}} over {(C* _{1} -C _{2} ) _{Im}}} = {1.4m} over {0.46} =3.05mN _{Ox} : 총괄 액상 이동 단_{M} {C _{1} -C _{2}} over {(C* _{1} -C _{2} ) _{Im}} = {1} over {1.4m} TIMES2620kgmol/m ^{2} BULLEThr TIMES {5.75 TIMES10 ^{-3}} over {0.045} =239(C*-C) _{Im} = {(C* _{1} -C _{1} )-(C* _{2} -C _{2} )} over {ln {C* _{1} -C _{1}} over {C* _{2} -C _{2}}}C _{1} `,`C _{2} ``: 탑 아래, 위의CO _{2}농도(kgmol/m ^{3})C* : 액온에서 물에 대한CO _{2}의 포화농도(kgmol/m ^{3} )Z : 충전탑 높이 (m)L _{M} : 물의 몰유속(kgmol/m ^{2} BULLEThr)이동단위 높이H _{Ox}는 다음으로 계산한다.H _{Ox} = {Z} over {N _{Ox}} = {Z} over {{C _{1} -C _{2}} over {(C* _{1} -C _{2} ) _{Im}}} = {1.4m} over {0.128m} =10.94N _{Ox} : 총괄 액상 이동 단위 높이 [HTU][m]4.CO _{2}의 유량이 3LPM, 물의 유량이 7LPM일 때 -> 소요된 HCl 부피가 너무 많아 결과값을 취할 수 없다. (L _{M} 구할 수 없음)5-5에서 (탑의 온도 : 15{}^{O} C, 탑 아래의 온도 : 13{}^{O} C)탑 아래 농도C _{1} =2.55 TIMES10 ^{-2} kgmol/m ^{3}탑 위 농도C _{2} =0.00kgmol/m ^{3}포화 탑 아래 농도5.1 TIMES10 ^{-2} kgmol/m ^{3}포화 탑 위 농도4.82 TIMES10 ^{-2} kgmol/m ^{3}충전탑 높이1.4m물의 몰속도L _{M} =2620kgmol/m ^{2} BULLEThr총괄용량계수K _{L} a1336이동단위높이3.92m5-7에서 (탑의 온도 : 15.3{}^{O} C, 탑 아래의 온도 : 13.8{}^{O} C실험과 다소 유사하다고 생각했다. 이번 흡수탑 실험은CO _{2}기체와H _{2} O액체에 대한 실험으로,CO _{2}기체와H _{2} O액체가 향류로 흐를 때 물과CO _{2}의 유량에 따라 소요되는 HCl의 부피를 측정하여 총괄용량계수(K _{L} a)를 구할 수 있고, 이동단위 높이를 구하여 흡수탑의 설계를 이해할 수 있는 실험이다.CO _{2}와H _{2} O의 유량에 따른 전반적인 데이터의 경향성은 오차 범위에 벗어나지 않고 나왔지만, 총괄 열량 계수에서 실제 값과 분명한 차이가 존재했다. 이 실험은 시약 제조 과정과 실험자의 부주의 등 오차 요인이 많아 이론에 가까운 결과에 도달하기 어렵고 시약 제조 과정에서 위험 요소가 존재하며 물질전달 이론에 대해 자세히 알아야 정확한 실험을 할 수 있다.따라서 어떤 오차 요인이 있으며 어떻게 극복할 수 있는지에 대해, 실제CO _{2}의 포화 용해도와 가까워지기 위해서 어떻게 해야 하는지, 그리고 시약을 만들고 제조하면서 발생할 뻔했던 사고 요인에 대한 주의에 대해 중점적으로 고찰해보고자 한다.(1) 실험 중 오차 요인에 대한 고찰먼저 실험 전 시약을 제조하는 과정에서의 오차 요인을 꼽을 수 있다. 0.1N HCl,Ba(OH) _{2}를 제조하는 과정에서 스포이드와 비이커를 사용하였는데, 눈금에 대한 오차가 반드시 존재했을 것이다. 특히 흡수탑에서 나온 20ml의 증류수와Ba(OH) _{2}를 혼합하는 과정에서 20ml의 증류수의 양이 항상 일정하지 않았다. 이를 극복하기 위해서 두 차례의 실험을 진행하였다. 비록 두 번의 실험밖에 하지 못했지만, 실험의 전체적인 방향성을 살펴본 후 평균값을 내 보았을 때 3LPMCO _{2}, 7LPMH _{2} O에서 차이가 보여 평균값을 이용할 수 있었다.그 다음은 HCl 적정 과정에서 생긴 오차이다. 실험하기 전 교반기와 교반 자석을 찾아보았으나, 결국 교반 자석을 찾지 못해 실험을 진행하였다. 일정 양을 적정 중 시약의 색이 금새 바뀌기 때문에 최대한 천천히 진행했지만량계수(

공학/기술| 2020.09.23| 18페이지| 2,000원| 조회(382)

흡수탑, 화학공학과, 수원대, 결과레포트, 화공과, 흡수탑 실험, 화공시스템, 결렙

미리보기

닫기
화공시스템 이중관 열교환기 실험 결과레포트

3. 실험장치 및 방법3.1 실험장치병류 및 향류 밸브 조작방법(1) 병류 흐름의 밸브 조작 방법- V1과 V3 = 열림V2와 V4 = 닫힘(2) 향류 흐름의 밸브 조작 방법- V2와 V4 = 열림V1과 V3 = 닫힘3.2 규격내관외관동관의 규격15A동관의 규격40A동관의 외경15.9mm동관의 내경40mm동관의 내경15mm동관의 두께1.0mm동관의 전열길이1,500mm--3.3 실험방법① 이중관 열교환기 내관의 내경D_i와 외경D_o 및 전열부분 길이L을 실측한다.② 냉각수를 병류로 하거나 또는 향류로 하여 유량계를 통하여 일정량을 이중관 열교환기의 외관으로 흐르도록 한다.병류 (V1, V3 개방)향류 (V2, V4 개방)③ 보일러로부터 온수를 이중관 열교환기의 내관으로 일정량이 흐르도록 유량계로 조절한다.④ 정상 상태에서 각 유체의 열교환기 입구온도, 출구온도를 data표에 기록한다.⑤ 냉각수를 병류 또는 향류로 조작한 것을 기록하고 냉각수입구 온도, 출구온도를 기록한다.⑥ 온수의 유량 변화를 주어 위의 과정을 반복 실험한다.⑦ 냉각수의 유량 변화를 주어 위의 과정을 반복 실험한다.⑧ 냉각수의 흐름을 바꾸어 실험한다.온수조절① 보일러에 물을 채운 후, 온도 조절기를 70℃로 설정한다.② Heater power s/w를 올려준다.③ Bypass valve를 1/2정도 열어준다.④ 온수의 온도가 설정온도에 도달하게 되면 controller에 의해 자동으로 온도가 유지된다.⑤ 밸브를 열고 펌프를 가동시켜 온수를 순환시킨다.히터, 펌프로 인해 온도가 상승하는 사진⑥ 유량조절계로 실험에 알맞은 유량을 맞춘다.⑦ 냉각수 공급라인이 연결되어 있으면, 밸브를 병류 or 향류의 흐름으로 조절하고, 냉각수 공급밸브를 열고, 수도를 가동하여 냉각수를 공급하여 준다.⑧ 냉각수 유량계로 실험에 알맞은 유량으로 조절한다.4. 실험결과4.1 병류 흐름에서의 기록4.2 향류 흐름에서의 기록5. 실험결과의 정리5.1 냉각수와 온수의 유량과 각 유체의 흐름 방향에 따른 실험 결과에 대한 도표5.1.1 조건내관외관동관의 규격15A동관의 규격40A동관의 외경 (D_o)15.9mm동관의 내경 (D_s)40mm동관의 내경 (D_i)15mm동관의 두께 (x_o)1.0mm동관의 두께 (x_i)0.45mm--동관의 전열길이 (L)1,500mm--동관의 열전도도388W/m · CENTIGRADE내관의 두께 :x={D_o - D_i} over 2 ={(15.9-15)mm}over 2 =0.45mm물의 물성비열,C_p(J/kg·℃)밀도,rho(kg/m^3)점도,mu(kg/m·s)열전도도,k(W/m·℃)15 ℃4186999.10.0011380.58960 ℃4185983.30.0004670.654사용유체 : 물Inner Fluid : 60℃ 물 (고온유체)Outer Fluid : 15℃ 물 (저온유체)5.1.2 실험결과에 대한 도표병 류고 온 유 체저 온 유 체질량유속T1T2질량유속t₁t₂0.0328kg/s54 ℃45 ℃0.0333kg/s24 ℃15 ℃0.0656kg/s58 ℃50 ℃0.0666kg/s24 ℃15 ℃0.0983kg/s55 ℃48 ℃0.0999kg/s22 ℃14 ℃0.131kg/s52 ℃46 ℃0.1332kg/s21 ℃14 ℃평 균54.75 ℃47.25 ℃평 균22.75 ℃14.5 ℃향 류고 온 유 체저 온 유 체질량유속T1T2질량유속t₁t₂0.0328kg/s57 ℃46 ℃0.0333kg/s22 ℃15 ℃0.0656kg/s58 ℃49 ℃0.0666kg/s23 ℃14 ℃0.0983kg/s55 ℃48 ℃0.0999kg/s22 ℃14 ℃0.131kg/s51 ℃45 ℃0.1332kg/s20 ℃14 ℃평 균55.25 ℃47 ℃평 균21.75 ℃14.25 ℃{dot{m}} = rho V= 983.3kg overm^3 times 2L overmin times 1m^3 over 1000L times {1min} over 60s = 0.0328kg/s{dot{m}} = rho V= {999.1kg} over {m ^{3}} TIMES {2L} over {min} TIMES {1m ^{3}} over {1000L} TIMES {1min} over {60s} =0.0333kg/s5.2 열교환기의 전열면적(A_o, A_i)를 계산하고 대수평균온도차(DELTAt_m)를 산출하고 이로부터 (U_o, U_i)를 산출하고 유량변화 (Reynolds number 변화) 에 따른 관계 Plot내관의 외 표면적 (A_o) =2 pi r _{o} L= pi TIMES D _{o} TIMES L= pi TIMES 15.9mm TIMES 1500mm = 0.07492m ^{2}내관의 내 표면적 (A _{i}) =2 pi r _{i} L= pi TIMES D _{i} TIMES L= pi TIMES 15mm TIMES 1500mm=0.07068m ^{2}5.2.1 이론적 계산(1) 내관 (고온유체)에 흐르는 개별열전달계수 (h_i) 계산Re= {rho uD _{i}} over {mu } = {rho u( {pi } over {4} D _{i}^{2} )D _{i}} over {( {pi } over {4} D _{i}^{2} ) mu } = {4 {dot{m _{h}}}} over {pi D _{i} mu } = {4(0.0328kg/s)} over {pi (0.015m)(0.000467kg/m·s)} =5962Pr = {C_p mu} over k = {(4185J/kg· centigrade)(0.000467kg/m·s)} over {(0.654W/m· centigrade)} times 1W over 1J/s =2.988Re>4000인 Turbulent Flow 이므로 Sieder-Tait Equation을 사용하여 Nu을 계산(단, 물과 같이 점도가 작은 유체에서 보정인자,PHI _{V는 1로 가정)N{u}= {h _{i} D _{i}} over {k} =0.023Re ^{0.8} ·Pr ^{{1} over {3}} · PHI _{V} =0.023(5962) ^{0.8} (2.988) ^{{1} over {3}} =34.714h _{i} = {N{ }u k} over {D _{i}} = {(34.714)(0.654W/m· CENTIGRADE )} over {0.015m} =1513.5W/m ^{2} · CENTIGRADE위의 계산값을 정리하면,내부 열전달계수 (h_i)유량(LPM)RePrN{u}h_i(W/m^2 · centigrade)2 LPM59622.98834.7141513.54 LPM1192460.4402635.26 LPM1786783.5273641.88 LPM23811105.1024582.4(2) 외관 (저온유체)에 흐르는 개별열전달계수 (h _{o}) 계산위의 그림과 같이 저온유체가 흐르는 공간은 원형 수로가 아니기 때문에 외관의 내경(D_s)을 사용할 수 없다. 그러므로 상당직경(D_e)을 사용해야 한다.s & =(외관`단면적)-(내관의`외경`단면적)#& = {pi } over {4} (D _{s}^{2} -D _{o}^{2} )= {pi } over {4} [(0.040m) ^{2} -(0.0159m) ^{2} ]=1.058 TIMES 10 ^{-3} m ^{2}L _{p} & =(외관의`둘레)+(내관의`외경`둘레)#& = pi (0.040m+0.0159m) = 0.1756mr_H = 단면적 over 습윤길이 = s over L_p = {1.058 times 10^-3 m^2} over 0.1756m = 6.025 times 10^-3 mD_e = 4r_H = 4(6.025 times 10^-3 m) = 0.0241mRe= {rho uD _{e}} over {mu } = {rho u( {pi } over {4} D _{e}^{2} )D _{e}} over {( {pi } over {4} D _{e}^{2} ) mu } = {4 {dot{m _{h}}}} over {pi D _{e} mu } = {4(0.0333kg/s)} over {pi (0.0241m)(0.001138kg/m·s)} =1546Pr= {C _{p} mu } over {k} = {(4186J/kg· CENTIGRADE )(0.001138kg/m·s)} over {(0.589W/m· CENTIGRADE )} TIMES {1W} over {1J/s} =8.088Re

공학/기술| 2020.09.23| 29페이지| 3,000원| 조회(395)

화학공학과, 수원대, 결과레포트, 화공과, 화공시스템실험, 이중관 열교환기 실험

미리보기

닫기
화공시스템 흡수탑 실험 결과레포트입니다.

3. 실험 장치 및 방법1) 실험 장치 및 재료실험 준비물 : 흡수탑 시험장치, CO₂기체, Ba(OH)₂, HCl, 지시약, 증류수, 물, 적정기구, 뷰렛, 페놀프탈레인 용액, 에틸 알콜2) 실험 방법1. 충전탑의 내부직경과 탑높이를 측정하여 기록한다.2. CO₂가 없는 Feed tank에 채우고 물펌프를 가동시키고 유량을 맞추어 위에서 아랫방향으로 흐르도록 한다.Feed tank←위에서 아래로 흐름3. 물의 유속이 일정하게 될 때 채취밸브 C4를 열고 충진탑을 통과한 시료 20mL를 받아놓는다.채취밸브 C4시료를 받는 과정4. 시료 20mL에 앞에서 조제한 0.1N Ba(OH)₂ 20mL 삼각플라스크에 혼합한 후, 페놀프탈레인 용액 3-4방울을 스포이트로 플라스크에 떨어뜨린다.←0.3N Ba(OH)₂ ←페놀프탈레인 용액0.3N Ba(OH)₂과 증류수를 사용하여 0.1N Ba(OH)₂로 만들어준 모습←증류수다음은 시료와 0.1N Ba(OH)₂ 혼합 후 페놀프탈레인을 3-4방울씩 떨어뜨린 모습들이다.CO₂ XCO₂ O5. 0.1N HCl을 뷰렛에 일정량을 넣고 한 두 방울씩 떨어뜨리며 적정하여 무색이 될 때까지 행한다.순도 35.0-37.0%HCl (염산) 용액※순도 계산 필수0.1N HCl을 만든 후 뷰렛에 넣고 적정 준비6. 소요된 0.1N HCl의 부피를 기록한다.7. 이번에는 CO₂를 충진탑에서 윗방향으로 흐르도록 Regulator를 Bomb로부터 조절하여 흐름이 일정할 때 물의 유량, gas의 유량, 온도 등을 기록한다.(주의할 점은 물의 유량과 gas의 유량비는 10:5로 맞추어 주는 것이 효과적이다.)CO₂ gas를 열어 충진탑에 윗방향으로 흐르도록 한다.←물의 유량, gas의 유량, 온도가 나옴.8. 향류흐름이 일어난 후 채취밸브 C4로부터 시료 20mL 삼각플라스크에 받는다.9. 4와 5에서 행한 같은 방법으로 적정한 후 소요된 HCl의 부피를 기록한다.10. 처음 물의 온도와 채취관에서 취한 물의 온도를 측정하여 기록한다.11. Gas의 유량60min} over {1h }=16.67kgmol/h 관의~단면적=pi ({ 0.075m} over {2 }) ^{ 2}=0.00442m ^{ 2}THEREFORE L _{ M}= { 16.67kgmol/h} over { 0.00442m ^{ 2} }=3771.5kgmol/m ^{ 2}·hC_{ 2}=0.00kgmol/hC_{ 1}&= { 17.90mL~HCl-12.17mL~HCl} over { 20mL~sample}= { 5.73mL~HCl} over {20mL~sample } =0.2865(mL~HCl/mL~H _{ 2}O)#&rarrow ~{ { 5.73mL~HCl} over {10 ^{ 6}mL/m ^{ 3} }(0.1kgmol/m ^{ 3})( { 1} over {2 }CO _{ 2}) } over {20mL~sample TIMES10 ^{ -6}m ^{ 3}/mL } =1.433 TIMES10 ^{ -2}kgmol { CO _{ 2} } over {m ^{ 3} }※ 노르말 농도로 실험하였으니 중간에 몰 농도로 고쳐준다.N_{ OX}= int _{ C _{ 2} } ^{C _{ 1} } { { dC} over {C ^{ *} -C } }= { C _{ 1}-C _{ 2} } over {(C _{ 1 } ^{ *} -C _{ 2} ) _{ lm} }(C _{ 1} ^{ *}-C _{ 2} ) _{ lm} &= { (C _{ 1} ^{ *}-C _{ 1})-(C _{ 2} ^{ *}-C _{ 2}) } over { ln { C _{ 1} ^{ *}-C _{ 1} } over {C _{ 2} ^{ *}-C _{ 2} } }#&= { (5.143 TIMES10 ^{ -2}-1.443 TIMES10 ^{ -2})-(5.007 TIMES10 ^{ -2}-0.00) } over { ln { 5.143 TIMES10 ^{ -2}-1.443 TIMES10 ^{ -2} } over {5.007 TIMES10 ^{ -2}-0.00 } }=4.321 TIMES10 ^{HEREFORE L _{ M}= { 16.67kgmol/h} over { 0.00442m ^{ 2} }=3771.5kgmol/m ^{ 2}·hC_{ 2}=0.00kgmol/hC_{ 1}&= { 17.90mL~HCl-11.63mL~HCl} over { 20mL~sample}= { 6.27mL~HCl} over {20mL~sample } =0.3135(mL~HCl/mL~H _{ 2}O)#&rarrow ~{ { 6.27mL~HCl} over {10 ^{ 6}mL/m ^{ 3} }(0.1kgmol/m ^{ 3})( { 1} over {2 }CO _{ 2}) } over {20mL~sample TIMES10 ^{ -6}m ^{ 3}/mL } =1.568 TIMES10 ^{ -2}kgmol { CO _{ 2} } over {m ^{ 3} }※ 노르말 농도로 실험하였으니 중간에 몰 농도로 고쳐준다.N_{ OX}= int _{ C _{ 2} } ^{C _{ 1} } { { dC} over {C ^{ *} -C } }= { C _{ 1}-C _{ 2} } over {(C _{ 1 } ^{ *} -C _{ 2} ) _{ lm} }(C _{ 1} ^{ *}-C _{ 2} ) _{ lm} &= { (C _{ 1} ^{ *}-C _{ 1})-(C _{ 2} ^{ *}-C _{ 2}) } over { ln { C _{ 1} ^{ *}-C _{ 1} } over {C _{ 2} ^{ *}-C _{ 2} } }#&= { (5.082 TIMES10 ^{ -2}-1.568 TIMES10 ^{ -2})-(4.977TIMES10 ^{ -2}-0.00) } over { ln { 5.082 TIMES10 ^{ -2}-1.568 TIMES10 ^{ -2} } over {4.977 TIMES10 ^{ -2}-0.00 } }=4.203 TIMES10 ^{ -2}THEREFORE &N _{ OX}= { C _{ 1}-C _{ 2} } over {(C _{ 1} ^{ *}-C _{ 2}) _{ lm} }= { 2}=0.00kgmol/hC_{ 1}&= { 18.60mL~HCl-16.50mL~HCl} over { 20mL~sample}= { 2.10mL~HCl} over {20mL~sample } =0.1050(mL~HCl/mL~H _{ 2}O)#&rarrow ~{ { 2.10mL~HCl} over {10 ^{ 6}mL/m ^{ 3} }(0.1kgmol/m ^{ 3})( { 1} over {2 }CO _{ 2}) } over {20mL~sample TIMES10 ^{ -6}m ^{ 3}/mL } =5.525 TIMES10 ^{ -3}kgmol { CO _{ 2} } over {m ^{ 3} }※ 노르말 농도로 실험하였으니 중간에 몰 농도로 고쳐준다.N_{ OX}= int _{ C _{ 2} } ^{C _{ 1} } { { dC} over {C ^{ *} -C } }= { C _{ 1}-C _{ 2} } over {(C _{ 1 } ^{ *} -C _{ 2} ) _{ lm} }(C _{ 1} ^{ *}-C _{ 2} ) _{ lm} &= { (C _{ 1} ^{ *}-C _{ 1})-(C _{ 2} ^{ *}-C _{ 2}) } over { ln { C _{ 1} ^{ *}-C _{ 1} } over {C _{ 2} ^{ *}-C _{ 2} } }#&= { (5.159 TIMES10 ^{ -2}-5.525 TIMES10 ^{ -3})-(4.993TIMES10 ^{ -2}-0.00) } over { ln { 5.159 TIMES10 ^{ -2}-5.525 TIMES10 ^{ -3} } over {4.993 TIMES10 ^{ -2}-0.00 } }=4.797 TIMES10 ^{ -2}THEREFORE &N _{ OX}= { C _{ 1}-C _{ 2} } over {(C _{ 1} ^{ *}-C _{ 2}) _{ lm} }= {5.525 TIMES10 ^{ -3} } over {4.797 TIMES10 ^{ -2} }=0.1152#&H _{ OX}= { Z} over L~HCl} over {20mL~sample } =0.2050(mL~HCl/mL~H _{ 2}O)#&rarrow ~{ { 4.10mL~HCl} over {10 ^{ 6}mL/m ^{ 3} }(0.1kgmol/m ^{ 3})( { 1} over {2 }CO _{ 2}) } over {20mL~sample TIMES10 ^{ -6}m ^{ 3}/mL } =1.025 TIMES10 ^{ -2}kgmol { CO _{ 2} } over {m ^{ 3} }※ 노르말 농도로 실험하였으니 중간에 몰 농도로 고쳐준다.N_{ OX}= int _{ C _{ 2} } ^{C _{ 1} } { { dC} over {C ^{ *} -C } }= { C _{ 1}-C _{ 2} } over {(C _{ 1 } ^{ *} -C _{ 2} ) _{ lm} }(C _{ 1} ^{ *}-C _{ 2} ) _{ lm} &= { (C _{ 1} ^{ *}-C _{ 1})-(C _{ 2} ^{ *}-C _{ 2}) } over { ln { C _{ 1} ^{ *}-C _{ 1} } over {C _{ 2} ^{ *}-C _{ 2} } }#&= { (5.189TIMES10 ^{ -2}-1.025 TIMES10 ^{ -2})-(5.007TIMES10 ^{ -2}-0.00) } over { ln { 5.189 TIMES10 ^{ -2}-1.025 TIMES10 ^{ -2} } over {5.007 TIMES10 ^{ -2}-0.00 } }=4.573 TIMES10 ^{ -2}THEREFORE &N _{ OX}= { C _{ 1}-C _{ 2} } over {(C _{ 1} ^{ *}-C _{ 2}) _{ lm} }= {1.025 TIMES10 ^{ -2} } over {4.573 TIMES10 ^{ -2} }=0.2241#&H _{ OX}= { Z} over { N _{ OX} }= { Z} over { { C _{ 1}-C _{ 2} } over {(C _{ 1} ^{ *} -C _{ 2}) _{ l.

공학/기술| 2020.09.23| 14페이지| 2,000원| 조회(218)

흡수탑, 화학공학과, 수원대, 결과레포트, 화공과, 흡수탑 실험, 화공시스템

미리보기

닫기