유동층 특성실험

소개글

실험보고서입니다.

목차

3.서론
4.이론
5.실험장치 및 방법
8.사용기호
9.인용문헌

본문내용

1. 서론

유동층은 입자수송의 복잡한 특성 등이 있다. 이번 실험에서는 유속의 변화에 따른 압력차를 알고 관찰된 최소유동화속도 및 식에 의해 계산된 최소유동화속도를 비교해 보고 유동현상을 관찰함으로써 유동층의 특성을 이해하도록 하였다.

2. 실험 이론

고체 입자층에 액체나 기체가 아주 저속으로 통과하면 입자들은 움직이지 않으며, 압력 강하는 Ergun(Eq.1)으로 나타낼 수 있다. 유속을 조금씩 증가시키면 압력강하와 개별 입자에 대한 항력이 증가하며, 마침내 입자들이 움직이기 시작하여 유체중에 현탁된다. 현탁물은 밀도가 큰 유체와 거동이 마찬가지이므로, 완전 현탁 입자의 상태를 기술하는데 유동화(fluidizstion) 및 유동층(fluidized bed)이라 한다.
층이 들뜨면 표면은 수평을 유지하고 큰 물체는 현탁물에 대한 상대적 밀도에 따라 부상하거나 침하한다. 유동화된 고체는 액체와 마찬가지로 관이나 밸브를 통해 층에서 배출시킬 수 있는데 이러한 유동성(fluidity)은 고체 취급에서 유동화를 이용하는 기본적 장점이 된다.

2.1 유동층

접촉분해 촉매와 같은 미세 과립상 물질이 들어있는 수직관을 고려하자. 관의 상부는 열려있으며, 촉매층은 바닥의 다공판 위에 있다. 다공판은 흐름을 단면 전체에 균일하게 분산시키는 역할도 한다. 분산판 밑에 공기를 저속으로 도입하면, 층을 통해 상승하지만, 입자는 움직이지 않는다. 입자가 아주 작으면, 입자 사이의 유로에서의 흐름은 층류가 되고, 층에서 압력 강하는 공탑속도 에 비례한다. 유속이 조금 증가하면 압력 강하가 증가하지만, 입자는 움직이지 않고, 층 높이는 그대로 유지된다. 유속이 어떤 값에 이르면, 층에서의 압력 강하가 입자에 작용하는 중력 즉 층의 무게와 균형을 이루는 상태가 되며, 유속이 이 이상 증가하면 입자가 움직이기 시작한다.

참고 자료

McCabe, W. L., J. C. Smith and p. Harriot : "Unit operation of Chemical engineering", 6th edition, McGraw Hill, Singapore (2001)
Hetsreni, G. : "Handbook of Multiphase Systems", McGraw-Hill (1982)