[물리화학실험] 정량펌프 결과리포트

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본문내용

주기적인 힘이 도압공 내부에 저항변화를 일
으키며 이 저항변화에 의하여 주파수를 측정함으로서 유량을 산출하는 방법이다.
2) 특징
[장점]
① 밀도, 압력, 온도의 영향을 받지 않는다.
② 위험하거나 유독성 유체에 적합
[단점]
① 고체를 포함한 액체에는 부적합
② 10D 정도의 직선 배관이 필요
③ 배관의 진동이 accuracy에 영향을 미친다.
④ 1\" 이하 및 8\" 이상의 meter는 Accuracy가 좋지 않다.
⑤ 교정이 힘들어 유지보수가 어렵다.
(8) 초음파 유량계(Doppler식)
1) 측정원리
입자를 가진 유체에 음파를 투과시켜 입자의 반사파를 측정하여 유량을 산출
2) 특징
[장점]
① 설치가 용이하다.
② Pipe size에 관계없이 설치가 가능
③ 압력손실이 없다.
[단점]
① 만수가 되어야 한다.
② 유체에 입자나 거품이 있어야 한다.
③ 직선 배관이 필요하다. (상류측 ; 10～20D, 하류측 ; 5D)
④ 유속이 빨라야 한다. (0.75～1.8 m/s)
(9) 질량유량계
1) 측정원리
유체가 meter 내를 통과하게 되면 meter의 sensor tube가 진동하게 되고 이때 tube가
진동하면서 tube 양쪽에 Coriolis force가 발생하며, 이 힘에 의한 tube의 뒤틀림 각도로
유량을 산출하는 방식
2) 특징
[장점]
① Mass를 측정하기 때문에 밀도, 점도, 온도, 압력의 영향을 받지 않는다.
② 응답속도가 빠르다.
③ 소유량 정밀 측정에 유리하다.
[단점]
① 진동 및 Slurry를 포함한 유체에 대하여 설치 시 주의를 요망
② Sensor Tube에 air 발생 시 오차를 유발. Tube 내에 만수가 되어야함.
3.실험장치(Experimental Device)
정량펌프(Pump), 메스실린더(Measuring cylinder), 증류수, 에탄올, 초시계(Stop watch) 등
4.실험방법(Experimental method)
1) 정량펌프의 설정치를 10으로 맞춘다.
2) 일정 시간 후 메스실린더 눈금이 5ml일 때 시간을 측정한다.
3) 정량펌프 설정치를 10, 20, 30, 40, 50, 70으로 맞추면서 각각의 시간을 측정한다.
4) 유량 (ml/min)을 계산한다. 또한 체적유량을 질량유량(g/min)으로 환산한다.
5) Calibration 그래프를 작석하고, regression 방정식을 만든다.
6) 유량 20ml/min과 40ml/min을 맞출려면, MFC 설정치를 각각 얼마로 고정시켜야하는지 계산해보시오.
5.결과(result)
증류수
RPM
시간(min)
체적유량(ml/min)
질량유량(g/min)
10
2
0.65
0.65
20
2
1.25
1.25
40
2
2.5
2.5
70
2
4.3
4.3
시간 기준
메탄올
1mL 기준RPM
시간(sec)
체적유량(ml/min)
질량유량(g/min)
20
37.65
1.59
1.26
30
25.33
2.37
1.88
40
20.25
2.96
2.34
50
17.69
3.39
2.68
문제) 액체유량을 20ml/min, 40ml/min으로 고정하려고 할 때 정량펌프의 설정치를 얼마로 맞추어야 하는가? (소수 4자리수까지)
sol) 증류수 20ml/min
y = 0.0609x + 0.0416
20 = 0.0609x + 0.0416
x = 327.72에 정량펌프 컨트롤러를 맞추면, 20 ml/min의 액체유량이 흘러간다.
증류수 40ml/min
y = 0.0609x + 0.0416
40 = 0.0609x + 0.0416
x = 656.13에 정량펌프 컨트롤러를 맞추면, 40 ml/min의 액체유량이 흘러간다.
메탄올 20ml/min
y = 0.0599x + 0.481
20 = 0.0599x + 0.481
x = 325.86에 정량펌프 컨트롤러를 맞추면, 20 ml/min의 액체유량이 흘러간다.
메탄올 40ml/min
y = 0.0599x + 0.481
40 = 0.0599x + 0.481
x = 659.75에 정량펌프 컨트롤러를 맞추면, 40 ml/min의 액체유량이 흘러간다.
6.고찰(discussion)
이번 실험은 Peristaltic Pump를 이용하여 메스실린더에 누적된 유량을 측정하여 높이에 따른 유량을 구해보는 실험이었다. RPM에 따라 유량값의 차이가 있었는데 결과값들이 고르지 못한 이유는 실험간에 오차의 원인들이 많았기 때문이다. 첫 번째로는 사람의 눈으로 수두의 높이를 측정하기 때문에 정확한 수치를 얻지 못하였고, 두 번째로는 실험기구안에 있을지 모를 이물질, 수분 등으로 인한 영향으로 오차가 생겨났고, 세 번째로는 튜브(고무호수)가 메스실린더(누적된 유량밑)바닥에 있어서 그 튜브무게 만큼 더 더해지면서 실험에 영향을 주었다고 생각한다. 교수님 PPT문제중에 액체유량을 20ml/min, 40ml/min으로 고정하려고 할 때 정량펌프의 설정치를 얼마로 맞추어야 하는가? 라는 문제가 있다. 우리 조 실험결과로 맞출려면 증류수 20ml/min, 40ml/min일때 327.72RPM, 656.13RPM이고 메탄올 20ml/min, 40ml/min일때 325.86RPM, 659.75RPM으로 조절해야 되는데 실험실 기계로는 분당 그렇게 많이 할 수는 없지만, 임의대로 설정한 값이여서 높게 나와도 상관이 없을 것이다. 그리고 이번 실험을 통하여 유속, 유량의 개념 및 의미를 알게 되는 시간이었고 유량계의 종류 및 Peristaltic Pump를 이용하여 유량을 구하는 방법등 여러 가지 새로운 내용을 알아가는 실험이었다.
7.참고문헌 (reference)
1) http://www.m-wintec.co.kr/customer/cus_04_list.asp?bmode=view&idx=18&oby
=&list_id=21&rt_page=&searchtxt=
2) http://blog.naver.com/nagaja_2003?Redirect=Log&logNo=130162792152
3) http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=ch_lim&logNo=120068914742

키워드

물리화학실험,   정량펌프,   유량측정,   Calibration,   Regression,   체적유량,   질량유량,   Peristaltic Pump,   유량계,   화공실험