습벽탑결과

소개글

습벽탑결과에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험제목

실험목적

실험 이론

실험 방법

기구 및 시약

실험결과

토의 및 결과

결론

참고문헌

본문내용

0.32
9.3
200
0.4
8.87
0.46
9.01
0.42
8.92
300
0.53
6.32
0.52
7.8
0.54
6.82
steam Table을 이용해 그 온도에서의 Specific Volume 을 확인한다.
A = π × 3 ㎝ × 80 ㎝ ＝ 753.98 = 0.0754
값은 모든 경우에서 input의 DO를 평균값으로 계산하였다.
j = 물 유량속의 산소의 몰 속도
= 물의 유량 output의 DO와 input DO의 차이
=
물의 온도는 22약 70 라고 한다.
=0.982 cP =
= 997.95
ⓛ 물유량 100 ml min 일때 유량 변화시켰을 때.
ⓐ 농도
ⓑ 로그평균 농도
(input DO & output DO)
ⓒ 물의 유량 속의 산소의 몰 속도 j
ⓓ (mass transfer coefficient)
ⓔ Re
ⓕ Sh
② 물유량 200 ml min 일때 유량 변화시켰을 때.
ⓐ 농도
ⓑ 로그평균 농도
(input DO & output DO)
ⓒ 물의 유량 속의 산소의 몰 속도 j
ⓓ (mass transfer coefficient)
ⓔ Re
ⓕ Sh
③ 물유량 300 ml min 일때 유량 변화시켰을 때.
ⓐ 농도
ⓑ 로그평균 농도
(input DO & output DO)
ⓒ 물의 유량 속의 산소의 몰 속도 j
ⓓ (mass transfer coefficient)
ⓔ Re
ⓕ Sh
④ 정리
물의유속(ml/min)
공기유속
Sh
log(sh)
n log(sh)
()
log(Re)
100
2000
1.8
0.2552
2.214
-1.29
4000
1.8008
0.25546
2.2141
6000
1.8008
0.25546
2.2141
200
2000
1.85455
0.2682
2.2811
-0.99
4000
1.83471
0.2635
2.2567
6000
1.84739
0.26655
2.2723
300
2000
2.34959
0.37099
2.890
-0.8181
4000
2.0300
0.30749
2.497
6000
2.2296
0.34822
2.7425
ⓐ log(Re) VS log(sh) Graph
ⓑ log(Re) VS n log(sh)
㉠ 100
물의 유속이 100
n=0.0001
log(Re) VS log(sh)
log(Re) VS n log(sh)
㉡ 200
물의 유속이 200
n=-0.0008
log(Re) VS log(sh)
log(Re) VS n log(sh)
㉢ 300
물의 유속이 300
n=-0.0114
log(Re) VS log(sh)
log(Re) VS n log(sh)
9. 토의
이번실험은 Wetted Wall column에서 물과 공기를 향류로 접촉시키면서 물을 증발시켜서 물질전달 상수를 측정하는 실험으로써, 물과 공기를 향류로 접촉 시킬때의 물질전달계수를 D.O 미터로 습벽탑을 통과한 물의 용존산소의 농도를 측정하였고, 이로부터 계산하여 측정할 수 있었다.
물질전달계수를 확인하기 위해서는 물의 산소량을 측정 하였는데, 산소의 측정량을 정확히 하고 실험의 편의를 위하여 질소가스를 이용하였다. 물의 산소를 제거한 뒤 물의 산소량을 측정하고, 배출에서는 산소가 제거된 물을 공기와 향류로 지나가게 한 후의 산소량을 측정 하였다.
우리는 유량을 100, 200, 300으로 고정시켜놓고 Air in 을 2, 4, 6 으로 하여 실험하였다. 탑 상부의 공기는 탑 내부에서 물과 접촉하여 포화되었다고 가정하였다.
실험결과를 예상해보면 물과 공기의 유속에 따라서 산소의 흡수량의 상관관계를
예상해보았다. 공기의 유량이 증가하면 할수록 더욱 더 많은양의 산소가 많이 포함된 새로운 공기가 물과 접촉하게 된다. 이때 더 많은 양의 산소가 흡수되는 것으로 예상하였고, 물의 유량이 감소할수록 공기와 접촉하는 시간이 길어지므로 더 많이 흡수될 것으로 예상할 수 있었다.
우리가 예상한 것처럼 실험결과는 물의 유속이 빨라지면 물의 유량이 증가하므로 산소의 흡수량은 감소하였다. 반대로 공기의 유속이 증가하면 공기의 유량이 증가하여 산소의 흡수량이 증가함을 확인할 수 있었다.
물질전달계수()의 변화도 물의 유속이 빨라짐에 따라 값은 약간의 오차를 보였지만 커지는 경향을 보였다. 하지만 우리의 예상과 다르게 공기의 유속이 빨라짐에 따라 값은 D.O가 작아지는 결과처럼 작아지는 경향을 보였다. 실험에서 약간의 오차가 발생한 것 같다. 실험시할 때 습벽탑 상부에서 공기의 유량을 늘릴때 마다 물이 넘치는 것을 우려하여 (실제로 여러번 습벽탑의 물이 넘쳤다.) 공기의 유속을 갑자기 자주 바꿨기 때문에 일정한 공기의 양을 공급하지 못한 이유가 있다. 물이 습벽탑의 상부에서 하부로 떨어질 때, 벽 전체로 균일하게 흘러 내려야 하지만, 부분적으로 흘러내리지 않는 부분도 있었다.
이로 인하여 물이 벽 전체에 막을 생성하지 못하게 되어 물질전달, 확산이 어렵게 되었다. 공기의 흐름이 빨라지면 빨라질수록 물과 접촉하는 공기도 많아지게 되며, 그만큼 물이 공기로 많이 확산된다. 물이 공기 중으로 확산이 많이 되면 물질전달계수도 커지게 되는 것이다.
또 다른 원인으로는 질소가스를 이용한 물속의 산소 제거가 일정하지 않다는 것도 생각할 수 있다. 이것은 실험결과로 탑 상부의 용존 산소량이 각기 다른 것으로 확인해 볼 수 있는 원인이었다.
물질전달계수()이 커지게 되면, 젖은 습벽탑 하부로 들어오는 공기의 흐름이 빨라질수록 난류흐름이 된다. 난류가 된다는 것은 수가 커짐을 의미한다.
따라서 공기의 Renolds의 수가 커질수록 두 유체간의 물질전달은 활발히 일어나게 되고, 결과적으로 물질전달계수도 증가하게 된다.
따라서, 우리는 이번 실험을 통하여 물질전달계수()는 공기의 레이놀즈수와 비례한다고 말할 수 있다.
10. 참고문헌
단위조작 / 동화기술 / 김승재 / pp.249-261
유체역학 / 형설출판사 / 이종원 / pp.533-535
Unit operation / McGraw-hill / Smith Harriott / pp.647~668
공업화학을 위한 화학공학 / 동화출판 / 권창호 / pp.87-93
화학공학실험 및 설계<실험메뉴얼>

키워드

습벽탑,   Wetted Wall Gas Absorption Column,   습벽탑결과,   화학공학실험