[화학공학실험] 유출 결과보고서

소개글

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목차

1. 실험 제목

2. 실험 목적

3. 실험 방법 및 과정

4. DATA 처리

5. 결과 및 분석

6. 토의 및 결론

본문내용

0
0.006
0.75
0.0011416
2.48618
280.144
13073.399
175.19
0.008
0.75
0.0021525
2.63686
528.219
18487.659
92.91
5. 결과 및 분석
실험값의 평균과 가정4(이론값)을 그래프로 도식화하면 다음과 같다.
※가정에 따른 결과
- 데이터 처리 과정에서 사용된 가정 1과 2를 비교하여 보면, 수조의 속도 Va는 매우 작은 값이기 때문에 유출 속도 Vb에 크게 영향을 미치지 않음을 알 수 있다.
- 가정 2과 4을 비교하면, 마찰을 고려하여 주었을 경우의 차이를 비교할 수 있는데, 가정4의 경우보 다 마찰을 고려하지 않은 가정2의 경우에 이론값과의 오차가 훨씬 커짐을 볼 수 있었다. 따라서 유 출속도에 마찰의 영향이 크다는 것을 알 수 있다.
- 관의 직경이 일정할 때 관의 길이에 대한 유출 속도를 살펴 보면, 관의 길이가 길어질수록 유출속 도는 느려지고, 유출시간은 길어짐을 알 수 있었다.
유출 속도 식을 살펴보면, 관의 길이 L이 커질수록 분모의 L이 더 우세하여 전체 Vb의 값은 작아 지게 된다. (관의 길이가 길어질수록 관의 거칠기에 따른 마찰이 더 커지기 때문)
- 관의 길이가 일정할 때 관의 직경에 따른 유출 속도를 살펴보면, 관의 직경이 커질수록 유출속도는 빨라지고 유출시간도 짧아짐을 알 수 있었다.
위와 동일하게 살펴보면, 관의 직경이 커질수록 분모의 D값과 Sa의 값이 커지게 되고 따라서 전체 Vb의 값은 커짐을 알 수 있다. (관의 직경이 커질수록 관 내벽에 작용하는 마찰의 영향은 작아지게 되고, Sb가 커짐에 따라 급축소에 의한 마찰도 작아지기 때문)
6. 토의 및 결론
:(오차원인)
- 우선 데이터 처리 과정에서 사용한 물의 물성치(밀도와 점도)의 값이 실험실의 환경과 다름에서 오는 오차를 들 수 있다. 데이터 처리에서는 물의 온도를 15℃라 가정 하였지만, 실험에 사용된 물의 온도를 정확히 측정하고 얻은 값이 아니기 때문에 이에 따른 오차가 발생 하였을 것이다.
- 실험을 하는 도중에 일부 관에서 물이 새는 현상이 관찰되었다. 물이 새는것을 막아보려 했으나 막 지 못했고 이에따른 오차가 발생되었을 것이다.
- 데이터 처리 과정에서 발생했을 오차에는 모든 가정에서 우선시 두었던 수조에서의 압력과 관에서 의 압력을 모두 대기압으로 가정하였다는 것에서 오차가 발생하였을 것이다. 또한 마찰계수 f를 계 산함에 있어서의 오차도 영향을 미쳤을 것이다.
(결론)
본 실험은 관의 길이와 직경이 변화를 주면서 유체의 유출 속도를 알아보고, 유출 속도에 영향을 미 치는 요인들과 그것을 질량수지, 에너지 수지 식에 적용하고 이해해보는 실험이었다. 이는 앞선 실험 유체 마찰 손실에서의 급축소에 의한 마찰의 영향에 대해 좀 더 깊이 있게 연관지어 볼 수 있었다. 비록 계산 과정에 있어서 급축소와 표면마찰만을 고려하였지만 관의 길이와 직경의 영향 미침에 대 해서는 경향성을 알 수 있었다. 즉, 관의 직경이 커질수록 표면 마찰에 의한 영향이 줄어들어 유출속 도가 빨라지고, 관의 길이가 길수록 관의 거칠기에 따른 마찰의 영향이 증가하기 때문에 유출속도가 느려진다는 것을 배울 수 있었다. 결론적으로 유체의 유출 속도에는 초기 속도의 영향은 무시될 만 큼 작지만, 마찰 요인은 결과에 크게 영향을 미침을 알 수 있는 실험이었다.
7. 참고 문헌
: - Unit Operations of Chemical Engineering 7th, Warren L. McCabe외 2명, McGraw-Hill, 2005
- Perry's Chemical Engineer's Handbook

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화학공학실험,   유출,   결과보고서