2조 고정층 유동층 결과레포트

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2조 고정층 유동층 결과레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험 결과
실험 고찰(문제)

본문내용

/s]
0.2857
0.5714
0.8571
0.9524
Re
194.91
389.82
584.73
649.75
최소 유동화 속도를 구하여 보면, 아래와 같이 45.9 cm/s 가 나온다.
45.9
실험을 통해 구한 최소 유동화 속도
유량
높이차
1.5[L/min]
3[L/min]
4.5[L/min]
5[L/min]
5[cm]
2.4
4.4
4.6
6.4
10[cm]
4.1
6.2
6.8
6.7
15[cm]
4.9
7.9
8.8
9.3
20[cm]
2.2
4.9
6.3
7.0
30[cm]
4.1
7.5
8.1
8.9
40[cm]
3.2
7.3
7.7
8.1
50[cm]
3.6
7.9
8.9
8.4
65[cm]
3.4
7.7
7.7
6.2
각각의 높이에서 다음과 같은 유량에서 최대 압력강하 값을 가진다. 실험시 유량을 더 높일 수 없었기 때문에 다음 값들을 최소 유동화 속도라고 가정한다.
이를 평균을 내보면
= 선속도로 바꾸어 보면
이는 이론값과 오차율은 89.5%정도를 갖는다고 볼 수 있다.
(3) 레이놀즈수에 따라 Ergun Eq.의 점성항력과 관성력 중 어느것의 영향을 받는지를 고찰한다.
Ergun Equation은 다음 식과 같다.
: Sphericity
:Pressure Drop
: Void Fraction
: Particle Diameter
: Superficial Velocity
고체 충진층을 통과하는 유체에는 유체의 흐름방향으로 힘이 작용하는데 이 힘을 항력(Drag Force)이라 하며, 이 경우 Newton의 제 3법칙에 의하여 반대방향의 힘이 고체로부터 작용한다. 잠겨있는 고체에 대해 마찰계수와 같은 개념의 항력계수가 존재하게 되고, 이를 로 표현하고 아래와 같이 정의된다.
(1)
where, : Drag force
: 충진물의 투영 면적 차원 해석으로부터 주어진 충진물의 모양에 대해 항력계수는 만의 함수이다.
(2)
이때, 레이놀즈 수는 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.
(3)
관성력이란, 가속운동하는 공간(비관성 기준계) 안에 있는 관찰자의 \'착각\'에 의해 마치 있는것처럼 느껴지는 가상의 힘을 의미한다. 가속도 a로 운동하고 있는 관찰자가 m의 질량을 가진 물체를 관찰한다면, 물체에 F=m(-a) 의 힘이 작용하고 있는 것처럼 보인다.
① Re < 1인 경우 : 입자가 미세하면 직경이 작기 때문에 레이놀즈 수가 작아지고, 관성력이 작아 무시할 수 있다.(1.75항 무시) 따라서, 점성 항력의 영향을 받게된다.
② Re > 1000인 경우 : 입자가 크면 직경이 크기 때문에 레이놀즈 수가 커지게 되고, 점성항력이 상대적으로 작아 점성 항력을 무시한다.(150항 무시) 따라서 관성력의 영향을 받는다.
즉, Re<1 일 경우 유속이 매우 낮음으로 저항, 점성에 의한 요인이 굉장히 크고 , Re>1000일 경우 유속이 매우 빠르기 때문에 이 경우 점성에 관한 저항보다 저항이 매우 크다.
요약하자면, 유체 내 고체입자에 작용하는 힘 중에서 점성항력은 유체의 점도에 의해 작용받는 항력이며, 관성력은 고체입자가 유체의 흐름으로 인해 발생되는 항력에 대항해서 고체 입자가 본래 정지하려는 것을 유지하는 힘이다. 유체의 유속이 매우 작은 경우 레이놀즈 수 역시 매우 작은 수가 되며, 이 경우 유체의 유속이 중요한 요소로 작용하는 관성력 보단 유체의 점도가 중요한 요소로 작용하는 점성항력을 상대적으로 더 영향을 많이 받는다. 하지만 만약 유체의 유속이 커서 레이놀즈 수가 커지게 된다면 유체의 점도로 인해 입자에 작용하는 힘은 유체의 유속으로 인해 입자에 작용하는 힘과 비교했을 때 상대적으로 무시할 수 있다. 따라서 이 경우에는 관성력이 더 중요하다.

키워드

고정층,   유동층,   실험,   결과 레포트