중력장침강에 의한 입자크기분석

소개글

중력장침강에 의한 입자크기분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

요약
Abstract

1. 서론

2 이론
　1)고체입자의 특성화
　2)입자 크기 분포
　3)분포 함수
　4) 입자의 크기 분석 방법

　　1. gravity settling process (중력침강공정)
　　　⑴중력분급기
　　　⑵선별분급기
　　2. 청정화기와 침강농축기
　　　⑴응집침전화
　　　⑵회분식 침강분리
　　　⑶침강분리속도
⌟
　5) 중력침강

3. 실험
　1)실험 장치 및 재료
　2)실험방법
　　⑴예비 실험
　　(2)주 실험

본문내용

을 뺀 것이다.
FA = F - Fa = (10)
ρ= 고체의 밀도
ρf = 유체의 밀도
입자의 저항력 FR와 가속력 FA이 같아질 때 종말 침강속도(terminal falling velocity)에 도달한다.
(11)
종말 강하속도에 대해
(12)
uo에 대한 침강시간 t에 따른 침강 높이 h의 비로 대치하면
(13)
그래서
(26)
그림 5. 침강의 원리: 침강하는 입자에 작용하는 힘은 평형상태에 있다.
참고)
침강 입도분석의 원리
식 (14)가 입자들의 크기분포를 결정하는데 어떻게 이용되는가는 다음을 고려함으로써 알 수 있다.
침강 플라스크에 입자들로 된 균일 현탁액을 준비한 후 그림 9에서 처럼 액체 표면으로부터의 거리 h에서 피펫으로 채취할 작은 부피 ΔV를 생각해 보자. 식(14)에 따르면 침강시간 t에서 부피 ΔV는 입자 크기가 d이하인 것만을 포함할 것이다.
따라서, 만약 Δmo가 시간 t = 0에서 ΔV내에 있는 현탁된 입자의 질량(침강이 시작되기 전의 균일 현탁액에서) 이고 Δmt는 시간 t 일때 ΔV내에 있는 현탁된 입자의 무게이면 ΔV내에 포함된 지름 ≤ d 인 입자의 질량 백분율은 다음과 같이 주어진다.
(15)
만약 다른 시간(t)에서 P %의 값이 t에 대응하는 입자크기 d에 대해 좌표 상에 그려보면 조사하는 입자들의 덩어리의 크기 분포 곡선을 얻을 수 있다. ΔV에서의 두개의 추출액 사이의 침전된 입자의 백분율은 다음과 같다.
ΔP%i = P%i - P%i+1 (16)
3. 실험
1)실험 장치 및 재료
Andreasen pipette에 대한 설명
미세 침전물의 입자크기 분석을 할 수 있는 소위 Andreasen pipette은 시료 채취용 피펫(samplinmg pipette)과 맞도록 약 500ml의 부피를 가진 실린더 형 플라스크로 되어 있다. (위 그림을 보아라.)피펫의 끝과 액체 표면의 처음 수위는 플라스크에 각각 0mm에서200mm 까지 표시되어 있다. 피펫은 두개의 구와 구를 채우거나 비우기 위한 두 방향 코크로 되어 있다.
피펫은 유연성 있는 흡관에 연결되어 있다. 시료들은 두개의 구를 채움으로써 얻는다. (총 부피는 11ml) 그러나, 작은 구를 채운 1ml의 예비부피 소비는 전에 채취된 시료로 인해 피펫 관에 남아 있는 부유 물질을 제거하기 위해서 그리고 알맞은 시료를 채취하기 위해 항상 선행되어야 한다.
흡입압력은 15내지 20초 동안에 두개의 구를 채울 정도로 조정되어야 한다. 일정 온도에서 측정하기 위해 피펫 플라스크는 반투명 항온조에 넣는다.
참고)
석영이란?
:육방정계에 속하는 광물.
굳기:7 비중: 2.5~2.8
색깔: 무색, 백색, 회색, 황색, 갈색, 흑색, 자색, 적색, 녹색, 청색
화학성분은 SiO이다. 그리고 화학적으로 매우 순수하다. 주로 육각 결정의 주상을 이루며, 괴상을 이루기도 한다. 때로는 입상, 사상으로 산출되기도 하며 다른 광물 특히, 방해석, 중정석 등의 가정(가짜 결정)을 이루기도 한다.
2)실험방법
⑴예비 실험
① 200ml까지 물을 채운 피펫의 부피와 무게로 결정한다. (피펫을 플라스크에 위치하여야 한다.)
② 시료를 채취하기 때문에 플라스크 수위가 줄어드는 것을 결정한다. 그러한 목적 때문에 피펫은 좀더 위 수위까지 물을 채운다. 그래서 1ml시료(작은 구)와 11ml두개의 구)가 취해지고, 물의 줄어든 수위h는 두 시료와 함께 측정된다. 이러한 측정은 3회 반복시료(하고 h의 평균값을 계산한다.
③ 시료 채취를 위한 준비 과정
부유물질의 시료를 채취할 가장 알맞은 시기를 알아야 한다. 그러기 위해서는 식(14)를 사용하여 시간(표 2에서 제시된)이 미리 계산되어져야 한다.
sample
1
2
3
4
5
6
7
8
d ()
50
40
25
16
12
8
6
4
h (cm)
t (s)
표 2. 시료를 채취할 예정 시간
식 (14)는 다음과 같이 쓸 수 있다.
d : (μm ) , h : ( cm ) , μ: ( cP ) , ρ: ( g/cm3) , t : ( sec )
참고: P = Pa s
각각의 다른 시료들에 대응하는 h의 값들은 미리 결정된 h를 이용하여 그 값을 계산해야 한다. 만약 실험이 20의 물속에서 석영 모래의 현탁액으로 실행된다면,
는 1.02 cP 이다.
는 2.64 g/cm(석영 모래에 대해서)
는 1.00 g/cm
④ 시료에 대한 증발 접시 준비
12개의 깨끗하게 건조된 증발접시는 숫자가 매겨져야 하고 시료의 채취가 시작될 때 사용하기 위해 준비된 분석저울로 무게를 재야한다.
(2)주 실험
①석영모래(입자 크기 : 1-60μm) 3g을 저울에 달고 피펫 플라스크에 넣는다.
②물을 약 190 mm까지 넣는다.
③입구를 막고 강하게 흔든 다음 20℃의 항온조에 넣는다.
④온도 평형이 되었을 때 윗 표시(200mm)까지 정확하게 플라스크에 채우고 현탁액을 한번 더 흔든다.
⑤예비 시료 1ml를 즉시 채취하고 제거한다.
⑥작은 구를 물로 세척한다.
⑦즉시 11ml의 0번 시료를 15-20초 안에 취하고 2개의 구를 세척하는 데에 사용된 물과 함께 증발접시에 넣는다. 이 시료는 침강이 시작되기 전에 (식15에서 기호m)균일 현탁액 11ml속에 부유된 입자의 무게를 나타낸다.( 3번 이상의 0번 시료를 채취해야만 하고 각각을 채취한 후에 현탁액을 흔드는 것을 잊지 말아야 한다.)
⑧120℃에서 증발 건조시키고 무게를 잰 후에 Δmo의 평균값을 계산해야 한다. (이제 마지막으로 현탁액을 흔들고 침강이 시작되게 한다.)
⑨침강시간을 알리는 초시계룰 작동시키고 침강 높이 h1를 기록한다.
⑩시료 채취 시간표에 따라 다른 시간에서도 0번 시료에 대해 설명한 것과 똑같은 방법으로 시료를 채취하고 처리한다.
시료를 채취하는 것은 약간의 시간이 걸리므로 시룔 채취를 하기 전 30초전에 예비 시료 1ml를 배출하기 시작하는 것이 좋다. 예비 시룔 다음에 알맞은 시료를 채취할 때 시간 t과 t는 시료 채취의 시작과 끝 시간을 각각 표시한다. 평균 시간은 다음과 같이 구할 수 있다.
참고: 침전 시간(평균시간) t =

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중력장침강,   Andreasen pipette,   입자크기분포