침강, 건조 속도 측정 [예비]

소개

침강, 건조 속도 측정 예비 보고서 입니다.

목차

1. 실험 일시
2. 실험 제목
3. 실험 목적
4. 실험 원리
5. 참고 문헌 및 Internet site

본문내용

1. 실험 일시 : 2010년 11월 22일

2. 실험 제목 : 침강 ․ 건조 속도의 측정

3. 실험 목적
․ 침강속도 실험의 목적 : 두 개의 수직관 내에 비중이 서로 다른 액체를 넣고 단일 구가 일정 위치에서 수직으로 침강할 때 일어나는 현상을 이해하고 항력계수와 Reynolds 수와의 관계를 알아본다.
․ 건조속도 실험의 목적 : 수분을 함유한 고체 시료로부터 건조기에서 열 및 물질 전달에 대한 원리를 이용하여 평형함수율과 자유함수율, 건조속도, 상대습도 등을 구함과 동시에 각종 건 조 장치를 통하여 그 조작기능을 익힌다.

4. 실험 원리

- 침강속도 측정 실험
∙ NRe(레이놀드 수)
어떤 유동이 층류인지 난류인지를 기술하는 데에 중요한 인자가 되는 것이 무차원 수인 레이놀즈 수(Reynolds number)이다. 내부 유동에서는 레이놀즈 수가 약 2300보다 작은 유동은 층류로 생각한다.
매끈한 원관에서 흐름의 양상이 바뀌는 조건을 조사한 결과, 층류가 난류로 바뀌는 임계유속은, 관 지름, 유체의 점도와 밀도, 평균 유속의 네 양에 따라 달라졌다. 이 네 항을 하나로 묶으면 다음과 같은 무차원군이 되며, 이 군의 값으로 흐름 양상을 나타낼 수 있다.

( D : 관 지름, V : 유체의 평균유속, μ : 유체의 점도, ρ : 유체의 밀도, ν : 유체의 운동점도 )
유동이 층류에서 난류로 전이되는 지점에서의 레이놀즈 수를 임계 레이놀즈 수라고 한다. 실제로 이러한 전이는 점차적으로 진행이 되기 때문에 임계 레이놀즈 수의 값은 대략적인 값으로 보아야 한다. 원형 파이프 내의 유동의 경우 임계 레이놀즈 수는 약 2300 정도이나, 레이놀즈 수 약 2000~3000 사이에는 유동의 성질을 정확하게 말할 수 없다고 봐야 한다.

∙ 중요시되는 무차원군
☞ Fourier number
( α : 열확산계수, : 가열이나 냉각하는데 걸리는 시간, : 평판의 두께, : 구나 실린더의 반지름 )
무한 평판, 실린더, 구에서 비정상상태 열전도 방정식의 해를 구할 때, 사용되는 무차원수로 0.1이상에서 열전도 방정식은 직선으로 표현될 수 있다.

참고자료

· ☞ 화학공학(임굉 저), 내하출판사, 2005, p.381~382
· ☞ 단위조작 7th(Warren L. McCabe 외 2인), McGraw-Hill Korea, 2005, p.120~125
· ☞ 화학공학실험(성기천 외 2인 공저), 사이텍미디어, 2000, p.509~512
· ☞ 화공유체역학(Noel de Nevers), 2002, 희중당, p.225~229
· ☞ http://misclab.umeoce.maine.edu/boss/classes/SMS_491_2003/Week_5.htm