[화학공학실험] 유동화실험
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- 목차
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목 차
1. Title : 유동화실험
2. Date :
3. Section & Name :
4. Object
5. Theory
1) 다공질 매체를 통한 흐름
2)다공질 매체중의 유체 마찰
3) 유동화(fluidization)
4) 유동화 조건
5) 최소 유동화 속도
6) 유동층 형태
7) 유동화의 장·단점
6. Procedure
7. Reagent & Apparatus
8. Data & Result
9. Discussion
10. 참고문헌
- 본문내용
-
4) 유동화 조건
접촉 분해촉매와 같은 미세한 입상 물질을 조금 채운 수직관을 생각하자. 이 관의
상부는 열려 있고, 하부에는 다공관이 있어서 촉매 층을 지지하고 전체 단면에서
흐름을 균일하게 분포시킨다. 이 분산 판 밑에서 공기를 저속으로 도입하면,
입자운동을 일으키지 않으면서 위로 올라간다. 입자가 아주 작은 경우 입자 사이에 통로에서의 흐름은 층류가 되며, 이 층에서의 압력강하는 유효속도 에 비례한다.
속도를 점점 크게 하면 압력강하는 증가하지만, 입자는 움직이지 않고 층높이는
그대로 유지 된다. 어떤 속도가 되면, 층에서의 압력강하가 입자에 대한 중력, 즉
층의 무게와 균형을 이루게 되며, 그 이상 속도을 증가시키면 입자가 움직인다.
이를 그림처럼 A로 나타내었다. 때로는 입자들이 아직 서로 접촉하고 있는 상태에서 층이 조금 팽창하기도 하는데, 이 조금만 증가하여도의 몇 %증가를 상쇄하여 를 일정하게 유지하기 때문이다. 속도를 더욱 증가시키면, 입자가 분리되어 층에서 떠돌아다니게 되어 진정한 유동화가 시작된다(점 B).
일단 층이 유동화 되면 층에서의 압력강하는 일정하게 유지되지만, 유속 증가에
따라 층 높이는 계속 커진다. 아주 높은 유속에서도 고체의 유출 없이 조작할 수
있는데, 이는 입자 층을 유지하는 데 필요한 유효속도가 각 입자의 종말속도보다
아주 작기 때문이다. 일단 층이 유동화 되면 층에서의 압력강하는 일정하게
유지 되면서 층 높이가 줄어드는데, 이 때 유속을 증가시켰을 때의 선 BC를
따른다. 그러나 최종 층 높이는 고정 층의 초기 값보다 커지는데, 이는
유동상태에서 천천히 침강한 고체보다 처음에 관 안에 넣은 고체가 보다 치밀하게
충전되는 경향이 있기 때문이다. 따라서 저속일 때의 압력강하는 초기 고정
층에서보다 적다. 다시 유동 시키면 점 B 에서 압력강하가 층 무게와 상쇄되며, 점 A가 아니라 이 점 B가 최소 유동화 속도(minimum fluidization velocity) 을
나타낸다고 보아야 한다. 을 측정하려면, 층을 격렬하게 유동화 시켰다가 기체의 도입을 중지하여 침강시킨 다음, 유량을 점점 증가시켜서 층이 팽창되기 시작되도록 한다. 보다 재현성이 있는 값은 고정 층 및 유동층에서의 압력강하선의 교점에서 구하기도 한다.
- 참고문헌
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10. 참고문헌
1) 화학공학 실험법(Ⅰ) / 한국화학공학교육연구회 / 형설출판사 / p73~76
2) 화학공학 실험 / 성기천 외 2 / 사이텍미디어 / p397~400
3) 물질전달과 분리공정 / 박창호 외 2 / 지인당 / p172～185
4) 공업화학을 위한 화학공학 / 권창호외 3 / 동화출판 / p87～93
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