유동화실험

소개

유동화실험

목차

Ⅰ. Title 　

Ⅱ. Date 　

Ⅲ. Section & Name

Ⅳ. Objective 　

Ⅴ. Theory

Ⅵ. Apparatus & Reagent

Ⅶ. Procedure

Ⅷ. Result & Discussion

Ⅶ. Conclusion

Ⅷ. Reference

본문내용

입자층을 통한 유체의 상향 흐름은 자연계에서는 다공성 매체를 통한 지하수, 원유, 천연가스의 움직임에서 볼 수 있으며 공업적인 조작에서는 여과, 이온교환 및 촉매 반응기 등에서 쉽게 볼 수 있다. 특히 입자가 느슨하게 충진되고 층을 통한 흐름에서 비롯되는 압력 강하가 층의 무게와 평형이 되면 유동화 현상이 일어난다. 자연적으로는 소위 “quick sands"로 유동화 상태가 일어나며 공업적으로는 건조, coating, 열전달 및 화학반응 등의 여러 조작에서 수행되어 진다. 따라서 고정층 및 유동층 실험 등을 통해 유동화에 대한 전반적인 이해를 구하고자 한다.

Ⅴ. Theory

1. 유동화

기체나 액체를 고체 입자가 충전된 고정층의 하부로부터 천천히 통과시키면, 층을 형성하는 입자는 움직이지 않으며, 이 때 고정층의 압력 강하는 Ergun식으로 추정할 수가 있다. 유체의 속도를 점차 증가시키면 압력강하도 커지고, 각각의 입자에 생기는 저항도 커지면서 입자가 움직이기 시작하고, 유체 속도가 더 커지면 입자가 유체 내에서 뜨게 된다. 층을 이루는 입자들이 완전히 떠 있는 상태를 유동화(Fluidization), 그러한 장치를 유동층(fluidized bed)이라고 부른다.
이때 유체 내에 떠있는 고체와 유체의 혼합물을 밀도가 큰 유체처럼 거동한다. 만일 유동층 장치를 기울이면 유동화 된 유체의 위 표면은 수평이 되는데, 이것은 유체의 현상과 같다. 그리고 유동화 된 입자 중에서 큰 입자는 그 밀도와 현탁 유체의 밀도의 차이에 따라서 층 내에서 위로 뜨거나 아래로 가라앉는다.
유동화 된 고체는 파이프와 밸브를 통해서, 액체처럼 이동이 가능하기 때문에 이러한 유동화에 의한 유동성(fluidity)은 고체 입자를 취급하기 위해서 유동화를 시행하게 되는 주요한 장점 중의 하나이다.

참고자료

· 유체역학 / STANLEY MIDDLEMAN / 형설출판사 / p530~561
· 열전달 및 유체유동수치해법 / 이재헌 / 동명사 / p304~306
· 단위조작 / Mc.cabe Smith Hariott / Mc grawhill / p139~149