젖은 벽탑 실험

소개글

젖은 벽탑 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론

2. 이론

3. 실험장치 및 방법

4. 실험결과 및 고찰

5. 결론

6. 참고문헌

본문내용

21
1.781510
0.233686
0.612517
1.244623
1.781510
0.233686
0.612517
1.243052
1.783237
0.234283
0.612321
이제, 부피와 단면적을 이용하여 을 구하고 위에서 구한 몰분율을 이용하여
을 구하고 구한 과 를 이용하여 을 구하는데 구할 때 쓰는 식은 주어진 식 (7)을 이용하면 된다.
(부피) = 공기유량 ×××
A = = =
= ,
------------------------------------(7)
위에 식들을 이용하여 계산한 결과를 아래의 표로 나타내었다.
공기의 유량
V
4.6
0.0154763
15.204540
100.20302
0.0022119
0.0154705
15.198809
100.17116
0.0032341
0.015462
15.191064
100.15520
0.0045770
9.7
0.0283549
27.856993
100.16315
0.003068
0.0283392
27.841566
100.15520
0.0036675
0.0283258
27.828373
100.13924
0.0040600
16.1
0.0414587
40.730620
100.13924
0.0036939
0.0414587
40.730620
100.12328
0.0034328
0.0414064
40.679241
100.10732
0.0038513
마지막으로, 위에 주어진 단면적과 부피 그리고 밀도와 점도를 이용하여 아래의 식으로부터 (레이놀즈 수)를 구하고
= , = 0.036
와 - factor를 구하기 위해서 위식으로부터 구한 를 이용한 (8)식을 사용하여 최종적으로 와 - factor구한다
------------------------------(8)
이렇게 해서 구한 값들을 다음페이지에 표로 첨부하였다.
공기의 유량
ρ
4.6
0.0001111
1.2467051
0.2522701
1.2462353
0.2520900
1.2456015
0.2518581
9.7
0.0001833
1.2459027
0.4619343
1.2452139
0.4614824
1.2446267
0.4610961
16.1
0.0002683
1.2446288
0.6748777
1.2446279
0.6748777
1.2430511
0.6733736
공기의 유량
4.6
0.2522701
0.0022119
0.0302938
0.2520900
0.0032341
0.0302981
0.2518581
0.0045770
0.0303037
9.7
0.4619343
0.0036681
0.0268418
0.4614824
0.0036675
0.0268470
0.4610961
0.0037600
0.0268515
16.1
0.6748777
0.0036939
0.0248818
0.6748777
0.0037328
0.0248818
0.6733736
0.0037513
0.0248929
※ 레이놀즈수와 -factor 모두 물과 공기의 유량에 상관없이 평균값을 사용하여 plot한 것임.
( 실험 결과 고찰)
이번 실험에서는 물과 공기의 유량 변화에 따른 물질전달의 차이로 인해 건습구 온도가 변하게 된다. 그러나 실험결과에서도 확인 할 수 있듯이 조절변수의 변화를 주어도 눈에 띄는 건습구 온도의 변화를 실감 할 수 없었다. 따라서 건습구온도로부터 구한 공기의 절대습도 및 mol 분율은 정확한 값이 아닌 많은 오차를 가지는 값일 것이다. 또한 습도도표를 육안으로 읽는 데에도 많은 오차가 있을 것으로 판단된다.
그리고 실험 결과를 종합하면, 위의 Graph에서 확인할 수 있는 -factor와 레이놀즈수와의 관계는 레이놀즈수가 증가할수록 -factor의 값도 증가함을 위의 결과와 Graph를 통해 확인 할 수 있다. 이는 식(8)을 통해서 다시 확인 할 수 있다.
------------------------------(8)
또한 Graph로 나타내지는 않았지만, 공기의 유량이 증가할수록 레이놀즈수가 증가 했으므로 결론적으로 공기의 유량 변화가 레이놀즈수와 직접적으로 관계를 맺는 -factor에도 영향을 주는 것을 확인 할 수 있다.
5. 결론
저번에 한 기체 확산계수의 측정 실험은 기체와 기체간의 물질전달 현상을 다루었는데, 이번에 한 젖은 벽탑 실험은 기체(공기)와 액체(물)를 향류 식으로 접촉하여 두 물질간의 일어날 수 있는 물질 전달을 살펴보는 실험이었다. 모든 물질 전달의 중요 인자는 농도구배이다. 따라서 기상에서 액상으로 액상에서 기상으로 물질전달 모두 두 물질 간의 농도 차이에 의해 영향을 받을 것이 분명하다. 우리는 젖은 벽탑이 다른 충전탑이나 단 탑에서와는 달리 기-액 접촉 면적이 뚜렷하고 그 경계 면적을 산정 하는 데에도 편리하기에 물질전달 현상을 명확히 판별하고자 젖은 벽탑을 사용하여 실험하였다. 다만 실험장치가 약간 노후 되었고 환경적으로 좋지 못한 상황에서 실험하였기에 물과 공기 유량 변화에 따른 입구와 출구의 건습구 온도의 변화가 명확한 값을 나타내지는 못하였다. 그러나 결과로 나온 건습구 온도로부터 공기의 절대습도 및 몰 분율을 산출해 볼 수 있었고, 이를 바탕으로 물질 전달 계수 k를 구할 수 있었다. 또한 공기의 유량 변화에 따른 레이놀즈수를 계산하여 레이놀즈수로부터 계산되어지는 과 -factor를 계산해 보았다. 그리고 레이놀즈수의 증가가 -factor 값의 증가를 가져오는 것도 확인 할 수 있었다. 우리가 알고 있는 여러 가지 물질전달에 대한 기본 식들은 물질전달에 복잡성 때문에 거의 이용될 수 없다. 대신 우리가 한 이번 실험과정을 반복함으로써 경험적으로 실제 활용할 수 있는 식들을 만든다고 볼 때, 이번 실험을 통해 ‘이론적인 유사성을 탐구해가는 노력이 중요하다.’ 라는 생각을 한번 해볼 수 있게 하는 좋은 시간이었던 것 같다.
6. 참고문헌
전남대학교 공과대학 화학공학부 , “화학공학실험2”
이화영, 전해수, 조영일 공역 , “단위조작” , 한국맥그로힐(주) , 2001
김화용, 임경희, 여영구 공역 , “화학공학열역학(6판)” , 한국맥그로힐(주) , 2001
유의연, 선우창신 외 공역 , “화학공정계산” , 청문각 , 2003

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