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연세대학교 화공생명공학과 화공실험3 과목 실험 예비 레포트(흡착 실험 예비 보고서)입니다.

화공실험3 예비 Report실 험 명 : (3)흡착(Adsorption)실험일시 : 2017.03.30.제출일시 : 2017.03.30.분 반 : 목요일학 번 :성 명 :1. 서론흡착은 [고체와 기체] 또는 [고체와 액체]간의 물질 이동을 다루는 조작으로서 이때의 물질이동 방향은 [유체→고체]로 이루어지며 그 역과정을 탈착(Desorption)이라 한다. 본 실험에서는 활성탄을 흡착제로 사용하여 water 중의 미량성분() 제거를 실험하고, 파과곡선(Breakthrough Curve)을 구하여 파과 시간, 실제 흡착량 등을 구한다.2. 이론* 흡착에서는 가역(물리흡착)과 비가역(화학흡착)의 2가지 형태가 있으나 보통 가역과 비가역이 혼합된 형태의 흡착이 일반적이다.고정층 흡착탑에서는 도입 용액의 농도를 라 할 때, 는 시간 t에 따라 변화하게 되며 이의 그래프를 파과곡선(Breakthrough Curve)이라 한다.흡착제로 채워져 있는 흡착탑에 A라는 물질이 의 농도로 연속적으로 흘러들어간다. 흡착 초기()에는 흡착제에 물질 A가 모두 흡착되고, 따라서 출구에서 나오는 유체에는 물질 A가 측정되지 않는다. 흡착이 충분히 이루어지고 나서, 이후 물질 A가 측정되기 시작하고, 시간이 조금 지난 후 상대농도 ()가 0.05 또는 0.1이 됐을 때를 한계점(분기점, break point)이라고 한다.상대농도가 0.5일 때의 시간을 라고 하는데, 흡착된 양은 에서의 직선 왼쪽 사각형 면적에 비례한다. (이상적인 breakthrough curve의 경우. 실제 실험에서는 약간의 변동이 있음)흡착층 단위면적에 대한 용질 공급속도(feed rate)는 공탑속도(u)와 농도(c)를 곱한 것이다.이상적인 파과곡선인 경우, 시간에 공급된 모든 용질이 흡착되고 고체상의 농도는 로부터 까지 증가된다.여기서 L과 는 각각 흡착제층의 길이와 밀도이다.연속식 활성탄 충전 흡착탑의 흡착특성은 Bohart와 Adams가 제시한 다음 식이 보통 널리 사용된다.①흡착용량 와 반응속도상수 k는 식①을 기반으로 하여 시간 t와 배출농도 C로부터 다음의 그래프를 작성 후 구할 수 있다.식①에서 t=0에서 배출허용농도 를 초과하지 않는 이론적인 활성탄 깊이를 한계 활성탄 깊이()라고 부르며, 식①로부터 아래와 같은 식을 유도할 수 있다. 와 k가 결정되면 아래 식으로부터 한계 활성탄 깊이 를 임의의 배출허용농도 로부터 구할 수 있다.3. 실험장치 및 방법(1) 활성탄 충전 방법 eq oac(○,1) 상, 하부와 연결된 호스를 제거하고 머리 부분을 돌려 풀어놓는다. eq oac(○,2) 충전물을 넣고 유리솜으로 마감을 한 후 다시 꼭 조여준다. eq oac(○,3) Fitting 부분이 Plastic 재질이므로 공구를 사용할 때 조심히 다루어야 한다.(2) 실험방법 eq oac(○,1) 0.1N 를 10L 만들어서 feed tank에 넣는다. eq oac(○,2) 0.1N NaOH를 1L 만들어 뷰렛에 일정량 넣고 적정을 준비한다. eq oac(○,3) 시료가 공급될 때 공탑속도를 측정해야 한다. 컬럼의 외부는 투명한 재질로 되어있기 때문에 실험자가 컬럼 내에 공급되는 시료의 속도를 측정하는 것이 가능하다. 초시계로 시료가 컬럼 외관 하부에 공급될 때 시작하여 외관 상부에 이르렀을 때, 길이와 시간을 측정한 다음 이동한 길이/소요된 시간을 계산한다. eq oac(○,4) 유량을 적절히 조절하여 공탑속도를 조절한다. eq oac(○,5) 활성탄을 컬럼에 넣기 전 밀도를 미리 구한다. 100mL 매스실린더에 활성탄을 넣고 무게를 잰 뒤 밀도를 계산한다. eq oac(○,6) 활성탄의 무게를 잰 뒤 각각의 컬럼에 활성탄을 충전한다. eq oac(○,7) Dampler와 컬럼의 하부를 연결한다. eq oac(○,8) 컬럼의 상부와 유량계 하부를 연결한다. eq oac(○,9) 유량계의 상부 배출구에서 나오는 액을 비커에 받을 수 있도록 한다. eq oac(○,10) 컬럼 연결 및 세팅이 끝났으면 장치의 메인 스위치를 켠다. eq oac(○,11) Feed pump를 가동하고 damper에서 공기를 모두 빼준 다음 컬럼으로 시료를 공급한다. eq oac(○,12) 시료가 컬럼을 통과한 후 유량계를 거쳐 마지막 배출구로 나온다. 이 때 실험시간을 0으로 하여 시료를 10분마다 20ml씩 취한다. eq oac(○,13) 샘플 시료는 미리 준비한 NaOH로 적정하여 시간과 함께 기록한다. eq oac(○,14) Feed를 적정했을 때와 일치했을 때 실험을 종료하고 전체 실험시간을 기록한다.PAGE * MERGEFORMAT1PAGE * MERGEFORMAT3

공학/기술| 2017.07.16| 4페이지| 1,000원| 조회(209)

연세대, 화학실험, 화공실험, 연세대학교, 흡착, 실험레포트, 예비레포트, 결과레포트

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연세대학교 화공생명공학과 화공실험1 과목 실험 결과 레포트(입도분석 및 제타전위 측정 실험 결과 보고서)입니다. 평가A좋아요

화공실험(1) 결과보고서실험결과이번 실험에서는 자성을 띤 입자들을 분산시켜 콜로이드성 현탁액을 만들고, 이 용액을 통해 자성유체의 특성을 살펴보았다. 자성유체를 DLS(Dynamic light scattering)를 통해 입도(particle size)를 측정하고, Zeta potential을 이용하여 안정성을 측정해보았다.먼저 입도 분석의 경우를 보자. DLS 측정 환경은 아래와 같다.이 때, Intensity, number, volume에 따른 각 size의 distribution은 아래와 같이 나왔다.Number에 따른 size distribution을 보면, 99.4%의 입자는 9.224nm의 직경을 갖고있음을 알 수 있다. 또한 volume에 따른 distribution을 보면 약 10nm의 직경을 가지는 입자들이 차지하는 부피는 79.2%이고, 나머지 20.8%의 부피는 약 41.88nm 직경의 입자들이 차지하고 있음 알 수 있다. 그런데 69.40nm 직경의 입자에 의해서 가장 많이 빛이 산란된다.결과적으로 우리가 측정한 자성유체의 입자는 다양한 사이즈로 구성되어있지만, 9.224nm, 약 10nm 직경의 입자들이 주를 이루고 있음을 알 수 있다.그리고 zeta potential의 경우, 콜로이드는 실험적으로 구해진 zeta potential의 절대치가 증가하면 입자간의 반발력이 강해져 입자의 안정성은 높아지는 반면 zeta potential이 0에 가까워지면 입자는 응집하기 쉬워진다. 즉, 제타전위는 콜로이드입자의 분산안정성의 척도로서 사용될 수 있다. 우리가 사용한 시료의 zeta potential은 아래와 같다.실험을 통해서 측정된 값은 -27.1mV이었다. 이를 통해 이 자성유체가 비교적 stable 함을 알 수 있다.결과분석Size distribution by number를 보았을 대, 우리 조의 시료는 대부분 약 10nm의 직경을 가진 입자들로 이루어져있었다. 입자의 직경은 15nm이므로, 우리가 측정한 particle size는 신뢰할 수 있다. 또한 이 부피로 보아도 10nm 직경의 입자가 시료 부피의 80%를 차지했다. 다만 산란된 빛의 세기는 69.40nm 직경의 입자에서 가장 강했는데, 이는 입자의 크기가 클수록 많은 양의 빛을 분산시키기 때문이다.또한, 시료에TMAOH를 첨가하여 pH를 조절해 주었고 electrostatic repulsion을 통해 분산 안정성을 증가시킬 수 있었기 때문에 제타 포텐셜의 값이 -27.4mV으로 안정적으로 나왔다. 즉, 분산이 잘 되었다.연습문제입자가 여러 가지 용매에 대해 잘 분산되기 위해서 어떤 방식이 이용되는지 조사해보자.나노입자의 분산 제어가 어려운 이유는 아래와 같다. 첫째, 입자의 크기가 나노스케일로 작아질수록, 표면에 존재하는 입자의 비율이 증가하고 표면자유에너지가 증가함과 함께 입자자표면의 곡률이 분자간 거리, 분자구조에 영향을 주기 때문이다.둘째, 계면전기이중층에 의한 정전반발작용이, 입자경의 작아짐에 따라 약해지기 때문이다.셋째, 입자표면간거리가 나노입자로 될수록 짧아지기 때문이다. DLVO의 포텐셜이 peak가 되는 수 nm정도의 표면거리보다 실제의 표면간거리가 짧아지면 아무리 표면전위를 높히더라도 응집이 야기된다. 기하학적 모델을 통해 계산해 보면 입자간표면거리가 수 nm 이하로 되는 입자농도는 100 nm의 입자에서는 50~60 vol%정도이지만, 20 nm에서는 20~30 vol%에 달한다.넷째, 서브-마이크론 입자의 분산에 유효한 고분자분산제의 분자사이즈가 나노입자와 같은 정도로 되기 때문에, 입자간 가교를 만들기 쉽게 되므로 분산효과를 발현할 수 없게 된다.다섯째, 서브-마이크론 입자까지는 유효한 초음파와 교반 등 기계적 분산조작이 나노입자에서는 대부분 역할을 못한다.이상과 같은 제한이 있기 때문에, 분산성이 높은 나노입자를 얻기 위해서는 a) 입자 생성 단계에서 동시에 분산조작을 실시하여 응집을 막거나, b) 나노입자 사이 협소한 공극에도 침입가능한 비교적 저분자로 흡착력이 높은 분산제의 개발 등이 필요하다고 한다. 전자의 방법의 대표사례로서, 역미셀법, hot-soap법 등이 있다. 역미셀법은 내부에 친수기, 외부에 소수기로 둘러 쌓여진 구상미셀을 oil 중에 형성시켜, 내부에 입자의 원료성분이 용해된 수상을 유지시키면서, 교반 등에 의하여 미셀을 합체시켜 미셀 내에서 입자를 합성한다. 입자경은 내부의 물의 양에 의하여 조정가능함. 이방법으로 얻어진 CdS 등의 나노입자는 규칙적인 최밀충전구조의 집합체를 형성한다는 것이 TEM 관찰 등으로 확인되었다고 한다. 그러나, 이 프로세스는 공정관리가 복잡하고 얻어진 규칙구조도 극히 국소적이며, 합성량도 작고 하여 실용화에는 많은 과제가 있다고 한다. 합성분산동시조작에서는 미소한 반응장(nanopool) 속에서 입자를 합성하고, pool을 만든 계면구조가 그 자체로 응집을 제어하는 표면수식(surface modifying) 물질로 된다고 한다. 이 나노풀구조를 생체유래분자로 사용한 바이오테크놀로지적 방법도 검토되고 있다고 한다.자성유체가 실제 연구에 적용되는 예를 찾아보자.자성유체는 NOx방지용 연료 첨가제와 프린터용 잉크, 정밀 연마재 등에 이용되고 있다. 앞으로는 용도 개발이 추진될 것으로 보이며, 그렇게 되면 수요도 늘어나 2000년의 시장 규모는 2~3천억 원에 이를 것으로 전망된다.[참고용어]1. 회전 시일에의 응용: 회전축이 관통하고 있는 구멍의 틈 사이를 가스 등이 새지 않게 하려면 대단히 어려운 기술이 필요하다. 하지만 자성 유체를 사용하면 축과 구명 사이를 완전히 막고, 또 마찰이 거의 없는 이상적인 회전 시일이 가능하게 된다.2. 자기(磁氣)잉크: 프린터의 한 방식으로 잉크 제트방식이라는 것이 있다. 이것은 극소한 노즐에서 잉크를 뿜어내고, 전극(電極)을 걸어 잉크가 날아가는 방향을 제어함으로써 문자나 도형을 그리도록 하는 것이다. 이 잉크 속에 자성 유체(磁性流體)가 응용되고 있다.참고문헌화공실험(1), 연세대학교 화공생명공학과, 2016나노입자 연구 페이지, ; Hyperlink "http://blog.naver.com/kistpm/120018860903" http://blog.naver.com/kistpm/120018860903첨단산업 기술사전, 자성유체; Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=869679&cid=42388&categoryId=42388" http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=869679&cid=42388&categoryId=42388

공학/기술| 2017.07.16| 4페이지| 1,000원| 조회(349)

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연세대학교 화공실험1 과목 실험 결과 레포트(연료전지 실험 결과 보고서)입니다.

화공실험(1) 결과보고서실험결과이번 실험에서는 태양광을 쬐어주어 전기에너지를 얻고, 이를 이용하여 물을 전기분해해서 수소와 산소를 얻는 연료전지를 만들었다. 전류-전압기를 통해 전력이 생성된 것을 보아, 태양광 모듈을 이용한 물의 전기분해와 수소에너지 이용에 성공했음을 알 수 있다. 즉, 모듈을 이용하여 광자에너지를 전기에너지로 변환시켰고, 그 전기에너지를 이용하여 물의 내부에너지를 다시 전기에너지로 변환하여 전력을 얻었다.Current Density(A/cm2)00.00560.0730.1630.28660.64621.02831.44971.83752.22522.74223.1973Cell Voltage (V)0.97520.89650.83750.80660.77850.71660.65760.59580.53680.47490.38780.2979위의 표는 저항을 점차 증가시키며 측정한 연료전지의 전류밀도와 전압의 값을 보여준다. 저항이 커질수록 전류 밀도는 작아지고, 전압은 커지는 양상을 보인다.연습문제Compare I-V curves(polarization curves) for each cases(a) when they have different value of exchange current density교환전류밀도가 작으면 조금만 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=653728&ref=y" 분극해도 별로 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=654873&ref=y" 전류가 흐르지 않아 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=654845&ref=y" 전극반응이 활발하지 않으며, 크면 조금만 분극해도 큰 전류가 흘러 전류반응이 활발하게 일어나게 된다. 아래 그래프는 cathode exchange current에 따른 polarization curve를 보여준다. 이 그래프에서 exchange current density가usivity가 클수록 더 많은 전력을 생성함을 알 수 있다.< Model polarization curves of the cell, demonstrating the effect of the indicated CCL oxygen diffusivity on the curve shape>Investigate several types of fuel cells and summarize the features including there reaction equations (two half reactions and overall reaction)(a) PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)They use a solid polymer membrane as the electrolyte, where protons are transported from the anode to the cathode. Most membranes are based on a sulphonated fluoropolymer, e.g. poly-tetrafluoroethylene (PTFE), which is chemically inert in reducing and oxidising environments. In most cases, the membrane itself is the temperature-limiting component. The maximum operating temperature is usually around 120-130°C for PTFE-based membranes, but can reach over 200°C for other types (poly-benzimidasol (PBI) membranes). Due to the low operating temperature, it is necessary to include noble metals such as platinum (Pt) and ruthenium (Ru) in the electrodes.wn below:Anode reaction: H2 2H+ + 2e-Cathode reaction: ½O2 + 2H+ + 2e- H2OOverall cell reaction: H2 + ½O2 H2O(b) PAFC(Phosphoric Acid Fuel Cell)Phosphoric acid fuel cells (PAFC) are a type of Hyperlink "https://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_cell" o "Fuel cell" fuel cell that uses liquid Hyperlink "https://en.wikipedia.org/wiki/Phosphoric_acid" o "Phosphoric acid" phosphoric acid as an Hyperlink "https://en.wikipedia.org/wiki/Electrolyte" o "Electrolyte" electrolyte. They were the first fuel cells to be commercialized. Developed in the mid-1960s and field-tested since the 1970s, they have improved significantly in stability, performance, and cost. Such characteristics have made the PAFC a good candidate for early stationary applications.At an operating range of 150 to 200 °C, the expelled water can be converted to steam for air and water heating ( Hyperlink "https://en.wikipedia.org/wiki/Cogeneration" o "Cogeneration" combined heat and power). This potentially allows Hyperlink "https:/bon_dioxide" o "Carbon dioxide" CO2-tolerant and even can tolerate a Hyperlink "https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_monoxide" o "Carbon monoxide" COconcentration of about 1.5 percent, which broadens the choice of fuels they can use. If gasoline is used, the sulfur must be removed. Hyperlink "https://en.wikipedia.org/wiki/Phosphoric_acid_fuel_cell" l "cite_note-FCorg-3" [3] At lower temperatures phosphoric acid is a poor ionic conductor, and CO poisoning of the platinum electro-catalyst in the anode becomes severe. Hyperlink "https://en.wikipedia.org/wiki/Phosphoric_acid_fuel_cell" l "cite_note-FuelcellHandbook-4" [4] However, they are much less sensitive to CO than PEFCs and AFCs.Disadvantages include rather low power density and aggressive electrolyte.The electrochemical reactions occurring in the cell are:Anode reaction: 2H₂ → 4H+ + 4e‾Cathode reaction: O₂(g) + 4H+ + 4e‾ → 2H₂OOverall cell reaction: 2 H₂ + O₂ → 2H₂O(c) MCFC(Molten Carbonate Fuel Cell)The electrolyte typically corbonate ions providing ionic conduction. The anode is made from Ni while the cathode is made from nickel oxide.Three corporations actively pursuing the commercialization of MCFCs in the U. S. are Energy Research Corporation, International Fuel Cells Corporation, and MC Power Corporation, in Europe are Brandstofel Nederland (BCN), Deutsche Aerospace AG, Ansaldo (Italy), and in Japan are Hitachi, Ishikawajima Harima Heavy Industries, and Mitsubishi Electric Corporation.The electrochemical reactions occurring in the cell are:Anode reaction: H2 + CO3= = H2O + CO2 + 2e-Cathode reaction: l/2O2 + CO2 + 2e- = CO3Overall cell reaction: H2 + l/2O2 + CO2 (cathode) = H2O + CO2 (anode)참고문헌화공실험(1), 연세대학교 화공생명공학과, 2016Wikipedia, 연료전지; Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%B0%EB%A3%8C%EC%A0%84%EC%A7%80" https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%B0%EB%A3%8C%EC%A0%84%EC%A7%80Wikipedia, Exchange current density; Hyperlink "https://en.wikipedia.org/wiki/Exchange_current_density" https://en.wikipedia.ly

공학/기술| 2017.07.16| 4페이지| 1,000원| 조회(187)

연료전지, 연세대, 화학실험, 화공실험, 연세대학교, 실험레포트, 결과레포트

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연세대학교 화공생명공학과 화공실험3 과목 실험 예비 레포트(증기압 실험 예비 보고서)입니다.

화공실험3 예비 Report실 험 명 : (4)증기압실험일시 : 2017.04.06.제출일시 : 2017. 04.06.분 반 : 목요일학 번 :성 명 :1. 서론증착 공정에 있어서 증착 소재의 증기압 측정은 중요하다. 증착 소재는 충분한 증기압을 가져야 하며, 너무 높아도 안 된다. 증착 소재의 증착 속도는 증기압과 관련이 있으며, 또한 온도와도 관련이 있다. 하지만 개발된 증착소재의 특성이 우수하지만 높은 온도에서 충분한 증기압을 가지는 경우, 증착 공정에 있어 비용이 많이 들기 때문에 좋다고 할 수 없다. 증착 소재를 판단하는 가장 기본적인 지표는 증기압 측정이다.2. 이론(1) 액체의 증기 압력* 증기압은 액체 또는 고체에서 증발하는 압력으로, 증기가 고체나 액체와 동적 평형 상태에 있을 때의 포화증기압을 말한다.* 액체 분자 간에는 인력이 작용하고 있으며, 분자들은 일정한 에너지를 갖고 운동하고 있다. 표면에 있는 분자들은 액체 내부 분자들에 비해 분자간 인력이 약하여 일부가 기체 상태가 된다. 이렇게 증발된 기체 중 일부가 에너지를 잃고 다시 액체 상태로 돌아오는 응축이 일어나기도 한다. 이와 같이 일부 액체 분자들은 증발되어 기체 상태가 되고, 이 기체 분자들 중 일부는 다시 액체 상태로 돌아가는 과정이 반복된다. 계속 증발이 일어나면 기체 상태로 존재하는 분자수가 증가하고, 이로 인해 기체 분자들이 응축되는 속도도 증가하게 되며 결국 충분한 시간이 지난 후에는 증발속도와 응축속도가 같아지게 된다. 이 상태를 동적 평형 상태라고 하며, 이 때의 증기압력을 증기압이라고 한다.* 단, 개방 된 용기 속에 있는 액체는 계속 증발하는데, 액체와 접하는 물질이 포화증기압에 이르지 못하기 때문이다.* 증발과 증기 압력은 분자간 인력과 온도라는 두 가지 요인에 의해 영향을 받는다. 분자간의 인력이 강할수록 인력을 극복하기 어렵기 때문에 증발이 잘 일어나지 않지만, 온도가 높을수록 분자들의 평균 운동에너지가 커져서 더 쉽게 분자들 간의 인력을 극복할 수 있기 때문에 증발이 잘 일어난다. 증기 압력은 용기의 크기나 모양에 무관하고, 액체와 기체가 공존하는 한 같은 온도에서는 같은 증기 압력을 나타낸다.* 에틸렌, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 디페닐에테르는 극성이 작은 분자들이기 때문에 분산력이 주도니 분자간 인력이다. 에틸렌, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 디페닐에테르 순으로 분자량이 증가하기 때문에 분산력이 더 강해진다. 이 때문에 같은 증기압이 되기 위해서는 더 높은 온도가 필요하다. 물의 경우 분자량이 18g/mol에 불과하지만 수소 결합을 하고 있기 때문에 분자가 인력이 매우 강하다. 따라서 물보다 분자량이 큰 에틸렌, 디메틸에테르, 디에틸에테르 보다 물의 증기 압력 곡선이 더 오른쪽에 위치해 있다.분자간의 인력 :증기 압력 :(2) 증기압 측정방법증기압을 측정하는데 가장 많이 사용되는 방법에는 아래 2가지가 있다. eq oac(○,1) 동적 방법 : 외부압력을 일정하게 하고 동시에 온도를 변화시키면서 액체가 끓기 시작하는 온도를 측정한다. 액체 과열의 위험성 때문에 온도계는 순수한 물질의 끓는 온도가 측정되게끔 증기 중의 적당한 곳에 위치해야한다. 이때 압력계의 압력은 온도계에 나타난 온도 때의 액체의 증기압과 같다. eq oac(○,2) 기체포화 방법 : 건조한 공기 또는 다른 기체를 일정 온도 조건의 액체에 통과시켜 포화상태의 기체를 만들어 준다. 기체는 액체의 증기로 포화되고, 포화기체의 증기의 분압은 액체의 증기압과 같게 된다.(3) 용기의 크기에 따른 증기압력 변화액체의 증기압력은 평형을 이룰 수 있는 증기가 존재하는 한 용기의 부피와 무관하다.(4) 액체의 증기압력 곡선증기압 곡선을 그려보면 낮은 온도에서는 증기압력의 변화는 비교적 완만하지만 높은 온도에서는 훨씬 급격하게 변하는 것을 알 수 있다. 증기압 곡선은 임계온도()에서 끝나며 이 온도 이상에서는 분자운동이 너무 격렬하여 물질이 기체 상태로만 존재하게 된다. 다시 말해 임계온도보다 높은 온도에서는 아무리 큰 압력을 가해 주어도 액체로는 존재할 수 없다. 임계온도에서 액체-기체 평형을 이루기 위해 그 물질에 가해야 하는 압력을 임계압력()이라고 한다.(5) 증기압과 끓는점액체의 증기압력과 대기압이 같아지는 온도를 끓는점이라고 한다. 끓는점에서는 증기압력이 충분히 크기 때문에 액체 속의 어는 곳에서나 증발이 일어날 수 있다. 따라서 끓을 때는 액체 내부에서 많은 기포들이 동시적으로 발생한다.액체 내부에서 기포가 생기면 본래 이 공간을 차지하고 있던 액체가 밀려나게 되고 용기 내의 액면은 밑으로 내려 누르는 대기압에 맞서서 액체표면을 밀어 올린다. 이 현상은 액체의 증기압력이 주위의 대기 압력과 같아질 때 일어날 수 있다.압력솥과 같이 액체의 외부압력이 높아지면 끓는점이 높아져 기준 끓는점이 높아지고, 또 높은 산에서와 같이 액체의 외부압력이 낮아지면 끓는점이 낮아져 기준 끓는점이 낮아진다. 즉, 액체의 끓는점은 외부압력의 변화에 의해서 결정된다.3. 실험장치 및 방법(1) 작동순서 및 측정방법 eq oac(○,1) 반응조 내에 (물, 알코올, 아세톤 등)를 3/4정도 적당히 넣는다. eq oac(○,2) 시료용액의 온도와 항온 수조의 온도가 같게 될 때 까지 적정온도를 유지한다. eq oac(○,3) 온도가 같아지면 카트리지 가열기를 가동시켜 시료 용액을 가열한다. eq oac(○,4) 시료 용액은 측정하고자하는 온도보다 5-10℃ 높게 되었을 때 가열을 중지한다. eq oac(○,5) 아스피레이터를 작동시켜 감압을 하면서 비등점 변화를 관찰한다. 이 때 압력 조정은 압력 조정 니들 밸브를 사용하여 닫아준다. eq oac(○,6) 압력을 떨어뜨리면 시료용액의 비등점도 내려간다. eq oac(○,7) 시료용액의 비등점이 항온 수조의 온도와 같게 될 때까지 내리고 압력을 읽고 기록한다. eq oac(○,8) 이때 수은주의 높이 차를 통해 증기압을 측정한다. eq oac(○,9) 항온 수조의 온도를 변화시킨 다음 위의 조작과 같은 방법으로 증기압을 측정한다. eq oac(○,10) 물의 온도와 증기압과의 관계를 표로 만들고 그래프를 그린다. eq oac(○,11) 알코올의 온도와 증기압과의 관계를 표로 만들고 그래프를 그린다. eq oac(○,12) 아세톤의 온도와 증기압과의 관계를 표로 만들고 그래프를 그린다.PAGE * MERGEFORMAT1PAGE * MERGEFORMAT3

공학/기술| 2017.07.16| 4페이지| 1,000원| 조회(146)

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화공실험3 예비 Report실 험 명 : (8) 자연대류 및 복사열실험일시 : 2017.05.25.제출일시 : 2017.05.25.분 반 : 목요일학 번 :성 명 :1. 서론자연대류와 복사는 전열의 가장 중요한 방법의 하나이며, 이러한 현상들의 실제적인 측정을 통하여 전열과 관계된 복잡한 공학적인 문제들을 더욱 깊이 이해할 수 있다. 유체 내의 온도구배로 인한 대류현상과 복사현상에 대한 무차원군을 이해하고 장치의 조작방법을 습득하도록 한다.2. 이론평판에 인접된 가열된 공기는 상승하고, 찬 공기는 상승 공기흐름을 채우기 위해 평판쪽으로 흐르게 되고, 평판 인접부분에서 속도구배가 형성된다. 뜨거운 수평관 주위의 자연대류 흐름은 수직 가열판에 인접된 것보다 더 복잡하나 그 과정의 원리는 동일하다. 액체내의 자연대류도 동일형태로 나타나게 된다. h(열전달 계수)가 관 지름, 비열, 열전도도, 점도, 열팽창계수, 중력가속도 그리고 온도차에 의존한다는 가정에 따라 차원해석을 하면 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.여기서: 열전달 계수: 관의 바깥 지름: 유체의 열전도도: 유체의 비열: 유체의 점도: 유체의 밀도: 중력가속도: 온도차: 유체의 열팽창계수즉 단일 수평 실린더에 대하여 열전달 계수는 세 개의 무차원군()이 포함된 식으로 상관시킬 수 있다.실험에 의해 이 식을 검증하고 무차원군의 상관관계를 이해한다.3. 실험 방법(1) 대류의 측정방법(Pressure 가압실험) eq oac(○,1) NV2번 Vacuum valve가 잠겨있는지 확인한다. eq oac(○,2) NV1번 Pressure valve를 열어준다. eq oac(○,3) Pressure power S/W를 올려준다. eq oac(○,4) Pressure gauge가 올라가는지 확인한다. eq oac(○,5) 용기 전면의 pressure&vacuum gauge가 변화하는지 확인한다. eq oac(○,6) Gauge의 수치와 indicator의 수치가 근접한지 확인한다. eq oac(○,7) 대기압 상태와 일정한 압력을 주었을 때를 설정하여 그 값에 이르면 NV1번 pressure vavle를 닫고 S/W를 내려준다. eq oac(○,8) 일정한 압력이 유지되면 스라이닥의 손잡이를 시계방향으로 돌리면서 element의 전압을 증가시켜준다. eq oac(○,9) 용기 내의 온도와 표면 온도를 체크한다. eq oac(○,10) Element power control을 조절하여 실험적합 전류량(약 10A)을 맞춘다. eq oac(○,11) 정상상태로 대류현상이 일정하게 유지되는지 확인하고 실험을 마친다.(2) 복사의 측정방법(Vacuum 감압실험) eq oac(○,1) NV1번 Pressure valve가 잠겨있는지 확인한다. eq oac(○,2) NV2번 Vacuum valve를 열어준다. eq oac(○,3) NV3번 Bypass valve를 잠근다. eq oac(○,4) Vacuum power S/W를 올린다. eq oac(○,5) Vacuum gauge가 올라가는지 확인한다. eq oac(○,6) 용기 전면의 pressure&vacuum gauge가 변화하는지 확인한다. eq oac(○,7) Gauge의 수치와 indicator의 수치가 근접한지 확인한다. eq oac(○,8) 대기압 상태와 일정한 압력을 주었을 때를 설정하여 그 값에 이르면 NV1번 vacuum vavle를 닫고 S/W를 내려준다. eq oac(○,9) NV3번 bypass valve를 열어준다. eq oac(○,10) 일정한 압력이 유지되면 스라이닥의 손잡이를 서서히 시계방향으로 돌리면서 element의 전압을 증가시켜준다. eq oac(○,11) 용기 내의 표면 온도를 체크한다. eq oac(○,12) Element power control을 조절하여 실험적합 전류량(약 10A)을 맞춘다. eq oac(○,13) 정상상태로 대류현상이 일정하게 유지되는지 확인하고 실험을 마친다.PAGE * MERGEFORMAT1PAGE * MERGEFORMAT3

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