진공여과 실험

목차

1.서론

2.이론

3.실험

4.결과

본문내용

5527
19
1.27875
29
1.46239
26
1.41497
26
1.41497
42
1.62325
38
1.57978
38
1.57978
60
1.77815
52
1.716
51
1.70757
78
1.89209
68
1.83251
65
1.81291
97
1.98677
86
1.9345
82
1.91381
122
2.08636
107
2.02938
99
1.99564
149
2.17319
129
2.11059
120
2.079
176
2.24551
153
2.18469
138
2.13987
194
2.2878
182
2.26
160
2.20412
237
2.37475
207
2.31597
182
2.2648
269
2.42975
238
2.37658
207
2.31597
305
2.4843
269
2.42975
233
2.36736
344
2.53656
303
2.48144
261
2.41664
384
2.58433
336
2.52634
288
2.45939
logV 대 logt 의 그래프 기울기를 살펴보면
P=160mbar 일 때 기울기의 평균값 0.806928
P=310mbar 일 때 기울기의 평균값 0.702698
P=460mbar 일 때 기울기의 평균값 0.751232
P=610mbar 일 때 기울기의 평균값 0.700858
P=760mbar 일 때 기울기의 평균값 0.701032 이다.
이 기울기의 평균값(1/m)은 0.7325 이다. 즉, m은 약 1.365 이다.
logV 대 log P그래프를 그리기 위해 t=100, 150 200(sec) 일 때의 log V를 내삽법을 이용해서 구하면 다음과 같다.
P
log P
t=100에서 logV
t=150에서 logV
t=200에서 logV
160
2.20412
2.175987
2.356511
2.477121
310
2.491362
2.691911
2.816293
2.903307
460
2.662758
2.733899
2.85687
2.94337
610
2.78533
2.856296
2.96895
3.044773
760
2.880814
2.862496
2.94376
3.045787
또 각각의 경우의 기울기를 구하고 그 평균값을 구하면 다음과 같다.
t=100인 경우의 기울기
t=200인 경우의 기울기
t=300인 경우의 기울기
1.796134
1.60068
1.483718
0.244976
0.236746
0.233746
0.998571
0.914397
0.827293
0.064927
0.056828
0.010617
평균값
0.776152
0.702163
0.638844
t=100, 150, 200 인 경우에서 log P 대 logV 그래프의 평균 기울기(n/m)은 0.7057이다.
따라서, (n/m) = 0.7057 이고 m = 1.365이므로 n = 0.9632805 이다.
A(m2) = 0.009114
V(m3) = 0.0014 이다.
실험을 통해 얻은 n, m 값을 가지고 k를 구하면 다음과 같다.
m값
n값
P
V(m3)
A2
t(sec)
k
1.365
0.963281
160
0.0014
8.3065E-05
1320
8.32062E-06
1.365
0.963281
310
0.0014
8.3065E-05
463.78
1.19836E-05
1.365
0.963281
460
0.0014
8.3065E-05
409.02
9.45363E-06
1.365
0.963281
610
0.0014
8.3065E-05
296.62
9.69673E-06
0.963281
760
0.0014
8.3065E-05
301
6.89077E-06
k의 평균값
9.26907E-06
실험에 의한 k의 평균값은 9.26907 10-6 이다.
m값
n값
P
V(m3)
A2
t(sec)
k
2
1
160
0.0014
8.3065E-05
1320
1.33467E-06
2
1
310
0.0014
8.3065E-05
463.78
1.87612E-06
2
1
460
0.0014
8.3065E-05
409.02
1.45874E-06
2
1
610
0.0014
8.3065E-05
296.62
1.48082E-06
2
1
760
0.0014
8.3065E-05
301
1.04385E-06
k의 평균값
1.43884E-06
이론에 의한 k의 평균값은 1.43884 10-7 이다.
4.2 고 찰
이번 실험은 회전여과 sizing을 의한 판여과 실험을 제외하고 케이크여과를 통해 여과식의 지수와 상수만 결정하는 실험만 하였다. 실험을 통해 m, n, k는 구할 수 있었고 문헌상에 나와있는 m, n 값은 균일하고 비압축성인 여과 케이크는 m=2, n=1 로 주어지고 불균일하고 압축성인 케이크는 m〈2, n 1 로 주어진다.
오차의 원인을 분석해보면 여과된 슬러리를 모으는 집기병에 공기가 새고 있어서 압력이 정확하게 걸리지 않았고 실제 액체 집기병에서 걸리는 압력이 다소 차이가 보이는 것 같았다. 그리고 매번 실험마다 섞은 슬러리를 갈아주어야 하는데 그러지 못하고 다시 통에 교반하여 사용하였다. 또한 여과된 액체의 부피를 읽는 과정에서 여과플라스크의 눈금이 정확하지 않아 정확한 부피측정이 어려웠고 그로인해 시간측정에 다소 차이가 난 것 같다.
4.3 결 론
실험을 통해서 얻은 데이터를 이용하여 그래프를 그리고 이를 토대로 하여 상수 K값을 구할 수 있었다. K값은 시스템의 모든 특성을 포함하고 있는 상수이기 때문에 중요한 의미를 가진다. 이 실험에서 주의해야 할 점은 용액을 균일하게 섞기 위해 케이크형성에 영향을 주지 안을 정도고 교반기의 속도를 적절하게 유지해야 한다. 속력이 너무 빠르면 케이크 형성에 영향을 주고 너무 느리면 용액이 균일하게 섞이지 않는다.
여과가 진행되면서 케이크가 점차 필터에 쌓이는데 이 때 흐름저항이 점차 증가했다. 장치내의 압력 P를 일정하게 유지하고 실험을 하면 여과속도는 케이크의 두께가 증가함에 따라 감소하는 것을 알 수 있었다. 따라서 케이크를 낮은 두께에서 제거하는 것이 여과시간을 줄이는데 좋은 결과를 얻을 수 있다. 이 실험의 가장 중요한 점은 케이크 제거에 있어 제일 정당한 시간을 구하는데 있다고 할 수 있겠다.

키워드

진공여과,   실험,   여과,   진공,   진공여과실험,   유경미