유동층 건조.

목차

1.서론

2.이론

3.실험

4.실험결과

5.결론및고찰

본문내용

카겔을 준비하고, 실험조교에 의해서 주어진 부피의 물로 혼합한다. 약 1시간이 지난 후 용기의 온도가 안정적인 상태로 되었을 때 뚜껑을 조심스럽게 열고 실리카겔을 안에 넣는다.
d. 용기의 뚜껑을 닫고 나서 바로 측정시간을 작동시키고, 매 5분마다 Tfi, Tfo 그리고 X를 측정한다. Tfo의 측정을 위해 T2의 아래 끝 부분은 유동층의 바닥 약 10㎝위에 위치하여야 한다. 유동층의 평균온도 Tp의 측정을 위해 열전쌍 T2의 끝 부분을 유동층의 중간 부분까지 내려야 한다. Tfi와 Tfo 그리고 X 측정사이에 Tp를 읽는 것이 유용하다. 실리카겔의 건조는 공기의 습도 X가 초기치 X0에 도달했을 때 끝낸다.
4. 실험결과
4.1 최소 유동화 속도 측정결과
유동층의 압력강하 ΔPf
ΔPe : 공탑에서의 압력강하
ΔPtot : 전체 압력강하
V (l/h)
ΔPe
ΔPtot
ΔPf
5
2
3
1
7.5
4
6
2
10
6
8.5
2.5
12.5
8
12
4
15
9
14
5
17.5
11
18
7
20
13.5
21
7.5
22.5
14.5
25.5
9
25
16
29
13
27.5
18.5
33.5
15
30
20
38
18
32.5
22.5
41
18.5
35
24.5
44
19.5
37.5
26
46
20
40
26.5
48
21.5
42.5
29
49
20
45
31
51.5
20.5
47.5
32.5
52.5
20
50
34
54
20
40 l/h부터 압력강하가 일정함을 알 수 있다. 최소유동화속도를 구하기 위한 Vm의 값으로 40l/h를 이용한다.
유동층 용기의 지름은 3.9cm 이므로 유동층 용기의 단면적은 47㎠ 이다.
실험에서 얻은 최소유동화속도는
식 (26)을 이용하여 최소유동화 속도의 이론값을 계산하면
공기의 점도를 구하기 위하여 다음식을 이용한다.
여기서 T는 절대온도를 사용한다.
온도를 140℃로 가정하여 계산하면
공기의 점도 : 2.3 × 104 cp
식(26)에
입자의 평균직경: 200㎛
ρs=0.98 g/㎤
ρ=1.293 g/l
을 각각 대입하자.
4.2 실리카겔의 건조실험결과
공탑에서의 공기의 온도, 습도
T1 : 98.3
T2 : 110.2
X0 : 130
실리카겔 건조
시간
T1
T2
Tp
X
5min
96.8
46.7
42
131
10
98.4
42.7
43.5
155
15
101.7
44
46.7
165
20
97
44.7
47.8
169
25
94
44.8
47
170
30
98
46.4
46.7
170
35
101.5
50
51.7
167
40
108.6
58
63.9
165
45
119
70
76.5
161
50
101.5
93.3
90.3
155
55
112.4
102.7
103.3
147
60
112.8
107.4
102.8
138
65
113.4
108.4
103.1
134
70
113.6
109
104.5
130
시간간격에 따른 Q, Q1, Q2, Q3, Q4 계산
물리적 데이터
ρf = 1.293 g/l
cpf = 1.0048 J/gK
cpw = 4.1868 J/gK
cps = 0.80 J/gK
ΔHe = 2256 J/g
a) 공급된 열흐름 Q
이고
각 시간대의 온도값을 대입한다.
시간
Tfi
Tfi-T
Q
5분
96.8
78.8
1.14
10
98.4
80.4
1.16
15
101.7
83.7
1.21
20
97
79
1.14
25
94
76
1.102
30
98
80
1.16
35
101.5
83.5
1.21
40
108.6
90.6
1.31
45
119
101
1.46
50
101.5
83.5
1.21
55
112.4
94.4
1.36
60
112.8
94.8
1.37
65
113.4
95.4
1.38
70
113.6
95.6
1.39
b) 물을 증발하는데 필요한 열흐름 Q1
이고 시간간격에 따른 X값을 대입한다.
시간
X
Q1
5분
131
3.3×10-3
10
155
3.9×10-3
15
165
4.15×10-3
20
169
4.25×10-3
25
170
4.28×10-3
30
170
4.28×10-3
35
167
4.2×10-3
40
165
4.15×10-3
45
161
4.05×10-3
50
155
3.9×10-3
55
145
3.65×10-3
60
135
3.4×10-3
65
132
3.32×10-3
70
130
3.27×10-3
Q1×10-3
c) 실리카겔을 가열하고 물을 흡수하는데 필요한 열흐름 Q2
=0.21
dTp/dt=0.85
Q2=138
d) 나가는 공기에 의해 소모되는 열흐름 Q3
이고
각 시간대의 값을 대입한다.
시간
Tfo
Tfo-T
Q3
5분
46.7
28.7
0.416
10
42.7
24.7
0.358
15
44
26
0.377
20
44.7
26.7
0.387
25
44.8
26.8
0.388
30
46.4
28.4
0.412
35
50
32
0.464
40
58
40
0.58
45
70
52
0.754
50
93.3
75.3
1.09
55
102.7
84.7
1.228
60
107.4
89.4
1.296
65
108.4
90.4
1.31
70
109
91
1.32
e) 열전달 계수
35분에서의 대수평균온도차
=53.6
Sm = 0.011689 ㎡/g
실리카겔100g 사용
A = 1.1689 ㎡
각각 대입하면,
U=1.21/(53.6×1.1689)
=0.0193
식 (32)로부터 계산된 U값
=0.86
5. 결론 및 고찰
실험에서 공급된 열흐름의 그래프를 보면 약간 불규칙적인 요소를 볼 수가 있는데 이론과는 다른 실험의 오차로 여겨진다. 가열자켓의 불규칙적인 요소와 함께 공기유속의 약간 불규칙적인 속도도 포함된 것으로 보인다. 40분이후로는 입자의 온도와 Q1,Q2 값이 어느정도 일정해 지는 것으로 보아 물이 거의 건조되었다는 걸 알수가 있었다. 시간에 의한 손상된 열흐름을 상대적으로 나타낼 수 있었다.
최소유동화속도와 열전달계수값이 이론과는 차이를 보이고 있는데, 실험에 쓰이는 여러 가지 장치와 데이터가 상당한 오차를 유발하였다고 보여진다.
그리고 어떤 특정한 변수가 없이 시간에 따른 열흐름의 변화를 알아보는 실험이어서 서로 비교하여 알아보는 실험이 아니기에 아쉬움이 남는다.

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유동층건조,   유동층,   유경미,   실험