습벽탑결과보고서

소개글

습벽탑결과보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험제목

실험목적

실험 이론

실험 방법

기구 및 시약

실험결과

토의 및 결과

결론

참고문헌

본문내용

Inlet)의 용존 산소 농도를 측정한다.
※주의, DO Meter의 Sensor는 액체에 잠겨있어야 한다.
(이 때 탈산 과정을 거치는 물의 용존 산소는 대개 10%이하로 떨어져 있게 된다.)
4. 물이 wetter wall column의 상부로부터 하부로 떨어질 때, 벽 전체로 균일하게 흘 러내리는지 확인한다.
※주의, 균일하게 흐르지 않으면 제공된 긴 Brush로 벽면을 세척 한 후 실험에 들어간다.
5. 일정시간(약5분)이 지난 후 탑 하부(Water Outlet)의 용존 산소농도를 측정한다.
※물의 유속을 100, 200, 300 ml/min 으로 변화시켜 가며 실험을 한다.
※공기의 유속을 2000, 4000, 6000 ml/min 으로 변화시켜 가며 실험을 한다.
실험 결과
공기유속
2000ml/min
4000ml/min
6000ml/min
물의유속
in
out
in
out
in
out
300ml/min
0.15
6.8
0.22
4.33
0.19
4.00
200ml/min
0.38
8.21
0.41
7.60
0.36
4.69
100ml/min
1.83
8.09
1.85
8.01
1.66
5.57
● Column을 통과하는 output의 DO와 input DO의 차이
공기유속
2000ml/min
4000ml/min
6000ml/min
물의유속
O2 농도차이(ppm)
300ml/min
6.65
4.11
3.81
200ml/min
7.83
7.19
4.33
100ml/min
6.26
6.16
3.91
● j factor (물의 유량 output의 DO와 input DO의 차이 = )
공기유속
2000ml/min
4000ml/min
6000ml/min
물의유속
j factor[mole/s]
300ml/min
1.85×10­6
1.14×10­6
1.06×10­6
200ml/min
1.45×10­6
1.33×10­6
0.80×10­6
100ml/min
0.58×10­6
0.57×10­6
0.36×10­6
●
공기유속
2000ml/min
4000ml/min
6000ml/min
물의유속
(mole/L)
300ml/min
1.74×10­6
1.38×10­6
1.25×10­6
200ml/min
2.55×10­6
2.46×10­6
1.67×10­6
100ml/min
4.21×10­6
4.20×10­6
3.23×10­6
● kL (Liquid film mass transfer coefficient) [m/s]
DI = 0.03m
L= 0.80m
A=πDL＝π×0.03m×0.80m＝0.0754m2
공기유속
2000ml/min
4000ml/min
6000ml/min
물의유속
kL(m/s)
300ml/min
14.1×10­3
12.8×10­3
11.2×10­3
200ml/min
7.54×10­3
7.17×10­3
6.28×10­3
100ml/min
1.83×10­3
1.80×10­3
1.48×10­3
Discussion
원래 우리조의 이번 실험은 유체 마찰 손실로 기계 고장 관계로 예정에 없던 습벽탑 실험을 하게 됐다.
이 실험은 습벽탑을 이용한 물질전달을 확인하는 것으로 물과 공기를 향류로 접촉시 킬 때의 물질전달 계수를 계산하고, 유량 변화에 따른 물질전달 계수의 변화를 관찰하 는 것이 이번 실험의 목적이었다.
물질전달을 확인하기 위해 물의 산소량을 측정 하였는데 주입에 질소가스로 물의 산 소를 제거한 물의 산소량을 측정하고 배출에 산소가 제거된 물을 공기와 향류로 지나 가게 한 후의 산소량을 측정 하였다.
실험에 들어가기 앞서 실험에서 바꿔주는 값은 공기의 유속과 물의 유속인데 이 둘의
값에 따라 물질전달 계수가 달라짐을 예상할 수 있었다. 그리고 이 둘의 값이 증가할 수록 서로 접촉하는 시간이 길어져 물질 전달 계수 그리고 물질 전달이 더욱 잘 일어 날 것이라고 예상했다.
이번 실험은 계산이 매우 많고 복잡해서 레포트 쓰는데 많은 도움을 받고 공부도 많이 된 것 같다. 이 계산에 쓰이는 식들 에는 Gilliland Sherwood 식과 Sc, Re 식 등이 있 었다. 결과를 살펴보면
우선 공기의 유량이 일정하고 물의 유량이 늘어날 때 :
물질전달 양이 눈에 띄게 증가함을 알수 있었다.
물의 유량이 일정하고 공기의 유량이 늘어날 때 :
이 결과 값에서는 예상과 다르게 오히려 줄어들었다. 많은 양은 아니지만 실험에서 약 간의 오차가 있는 듯 했다. 예를 들어 습벽탑 상부에서 공기의 유량을 늘릴때 물이 넘 칠 것을 우려해 공기의 유속을 잠깐이지만 갑작스레 바꾼것도 있고, 이번 실험이 원래
하기로 했던 실험이 아니 여서 앞서 실험한 조와 같이 실험하게 된 다른 조에 의해 너 무 수동적으로 실험에 임한 것의 결과 인것 같다.
또한 이런 오류의 결과 값을 같게 된 이유는 질소에 의한 물속의 산소 제거가 일정하 지 않다는 것도 생각할 수 있고, 이는 탑 상부의 용존 산소량이 각기 다 른 것으로 알 수 있었다. 다른 원인은 column내에서 완벽한 층류가 되지 않았고 수질이 깨끗하지 않기 때문 일 수도 있다. 질소에 의해서 물속의 산소가 충분히 제거되지 않을 수도 있다.
좀 더 정확한 실험이 되기 위해선 column을 깨끗이 청소하고 깨끗한 물을 쓰도록 해야겠다.
또한 이 실험에서 생각해 볼 점은 질소의 농도를 다르게 유입했을 때 전달계수가 어떻게 변화 했을지 생각해보면, 질소의 농도가 변수로 쓰일 수도 있을 것 같다.
결 론
물의 유속을 일정하게 하고 공기의 유속을 늘려 주었을 때는 물질전달 계수가 오히 려 줄어 들었으며 공기의 유속을 일정하게 하고 물의 유속을 늘려 주었을때는 물질 계수가 늘어났다. 원래의 실험에서는 위의 두 경우 다 증가함을 예상했으나 실험적 오차로 공기의 변수에서는 줄어드는 것으로 나온것 같다.
참고 문헌
단위 조작 임 송 신 성 1997년 p 257-259
단위 조작 김승재 외 2인 동화기술 1996년 p 249-261
화학 공학 개론 고완석 외 2인 동화기술 1997년 p 125-127
단위조작입문 박창호 외 4인 지인당 1996년 p 161-162
화공 단위 조작 Christie J. Geankoplis 대 웅 1997년 p 300-310

키워드

Wetted wall column,   습벽탑,   젖은벽탑,   습벽탑결과,   화학공학실험,   습벽탑결과보고서