공업화학실험 산소전달계수 측정

목차

1. INTRODUCTION
1. 1 실험 목표
1. 2 물질전달계수
1. 3 산소흡수속도의 측정
1. 4 동역학적 기술

2. EXPERIMENT
2. 1 실험기구 및 실험 방법

3. RESULT & DISCUSSION
3. 1. Raw data
3. 2. Result
3. 3. DISCUSSION

4. CONCLUSION

본문내용

1. INTRODUCTION

1.1 실험목적
이번 실험은 생물반응기 내에서의 산소전달계수를 동력학적 기술(dynamic method)로 측정하고자 한다.

1.2 물질전달계수
질량플럭스(mass flux), 즉 단위면적당 물질전달속도 qG는 농도 차에 비례한다. 만약 용질이 기체상으로부터 액체상으로 이동된다면 기체상으로부터 경계면으로의 질량플럭스NG 는 다음과 같다.

Figure. 1 기체-액체 경계면 부근의 농도 윤곽 및 평형 곡선

여기서 CG 와 CGi 는 Figure.3 에서 나타난 것과 같이 벌크와 경계면에서 기체 쪽의 농도이다.
kG는 기체상에 대한 개별 물질전달계수이며, A는 경계 면적이다.
유사한 방법이 액체 쪽 상에도 적용된다면, 질량플럭스 NL 은 다음과 같이 표현된다.

여기서 kL은 액체 상에 대한 개별물질전달계수이다.

기체상으로부터 경계면으로 전달되는 용질의 양은 경계면으로부터 액체상으로 전달되는 양과 같으므로 다음과 같다.

Figure.1에서 볼 수 있는 것처럼 (CL, CG) 와 (CLi, CGi)를 연결한 곡선의 기울기와 같은 식을 다음과 같이 얻을 수 있다.

경계면농도 CLi 혹은 CGi를 측정 할 수 없으므로 물질전달계수를 구하는 것은 어려운 일이다. 그러므로 다음과 같이 총괄물질전달계수를 정의하는 것이 편리하다.

여기서 C*G는 이미 존재하는 액체 상 농도와 평형인 기체 쪽의 농도이다.
유사하게 C*L는 이미 존재하는 기체 상 농도와 평형인 액체 쪽의 농도이다.
새롭게 정의된 KG와 KL은 각각 기체와 액체 쪽의 총괄물질전달계수이다.

참고 자료

<공업화학실험> 실험교재 – 전북대 웹디스크.