전공실험 고정층과 유동층

본문내용

작한다.
⑦ column 상단부의 마노미터 측정밸브만 열고 다른 부위의 밸브는 닫는다.
⑧ 유체를 흘려보낼 때 manometer관에 공기가 없도록 한 후 manometer 상단의 air pin을 열어 공기압력을 주어 수두차가 생기게 하여 압력강하를 측정한다.
⑨ 유속을 점차 낮춰가면서 유동화 현상을 관찰하고 유동층 높이, 압력강하, 최소유동화속에서의 층 높이(고정층 높이), 유속을 서서히 낮추어 0으로 될 때까지 압력강하 등을 측정한다.
⑩ 같은 유량에서 2회 이상 실험한다.
4. 결과 및 고찰
1) 결 과
(1) Table 작성
* 16℃에서 물의 밀도 : 0.999 g/cm
점도 : 0.013 g/cms
* sphericity : 0.65
* equivalent paricle diameter : 0.05
* porosity
(-) = = 0.3051 (-)
* pressure drop △p(N/m) 계산
△p(N/m) =
=
= 3428.822 N/m
(2) Plotting
1. 유속변화에 따른 유동층의 높이 변화
2. 유속변화에 따른 압력의 변화
2) 고 찰
이번 실험은 유체인 물로 고체입자를 펌핑시켜 형성된 유동층의 높이와 압력강하 및 유량속도를 측정하고 고정층과 유동층의 흐름현상을 관찰해 보는 것이었다.
결과 data를 통해서 고정층과 유동층에서 유체 압력손실을 측정하고 계산할 수 있었다.또한 유동화의 조건을 이해하고 최소유동화속도를 측정하였다. 그리고 유동화의 형태를 관찰하고 이해할 수 있었다.
실험은 하였지만 고정층, 유동층의 유체 압력손실을 계산하기위한 data를 구하는 일은 쉽지않은 일이었다. 결국 실험 후 계산은 이미 주어진 data자료를 이용하였다.
이론상으로는 압력강하는 고정층에서는 천천히 증가하다가 유동층에 이르러 일정한 값을
가지게 된다. 하지만 결과 data에서 볼 수 있듯이 실제 실험에서는 전혀 다른 곡선의 그래프가 나타났다. 이것은 실험 도중 여러 가지 오차로 인한 것임을 알 수 있었다. 우선 층의 높이가 일정하게 유지되지 못하였다. 특히 고정층에서의 물의 높이는 일정하게 유지되어야 하는데 그러지 못하였다. 또한 건조한 모래 사이에 물을 채울 때 비커로는 물의 양을 미세하게 조절하기가 힘들었기 때문에 그런 오차가 생긴 것 같다.
좀더 정확한 실험을 할 수 없었다는 것이 아쉽지만 고정층과 유동층의 흐름 현상에 대한 이해가 실험을 통해 쉽게 되었다.
5. 결 론
고체입자를 통한 유체의 상향흐름은 자연계에서 다공성 매체를 사용한 지하수 또는 원유등의 흐름에서 볼 수 있으며, 유속의 변화에 따라 고체입자가 일정한 층을 이룰 경우 유동화 현상이 일어난다. 본 실험은 고정층과 유동층에서의 유체 압력손실과 최소유동화 속도 측정, 그리고 유동화 형태에 대한 이해를 한번에 할 수 있는 실험이었다.
<참고문헌>
(1) McCabe, W. L., et, al. C., Unit Operation of Chemical Engineering, 6th ed.,
McGraw-Hill, pp. 171～182 (2001).

키워드

고정층과 유동층,   고정층과 유동층 실험보고서,   전공실험 고정층과 유동층