[화학공학] 혼합조 - 유입속도, 탱크용량, 초기농도에 따른 응답특성의 변화를 측정

소개글

[화학공학] 혼합조 - 유입속도, 탱크용량, 초기농도에 따른 응답특성의 변화를 측정에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

그 차이는 순간 적인 입력주사가 수행되지 못한 것에 원인이 있다.
또한 실제적으로 완전 혼합이 이루어지기 위해서는 교반기의 성능이 중요하다. 실험 결과에서 나온 그래프를 보면 마지막에 곡선이었던 그래프가 정상상태에서 직선으로 되지만 그래프보다 실험치를 보게 되면 계속 어느정도 유동이 있는것을 알 수 있다.
그래서 우리가 실험했던 반응물과 공급물이 완벽하게 혼합되지 않았을것 같다.
3) 식 (2-4)로부터 얻은 이론치와 실험 결과치를 비교하라.
이론치의 경우
에서 이론값은 1 이다.
4) 교반속도 변화에 따른 혼합도를 구하라.
교반속도가 빠를수록 혼합도가 증가하며 빠르게 혼합된다.
5) 농도변화에 따른 응답특성 변화를 기술하라.
초기 농도는 0.02,0.05,0.08로 놓고 0.1의 농도를 가하는 실험을 하였다. 실험 결과 로 나온 그래프에서 알 수 있듯이 초기 농도가 클수록 (농도도 차이가 작을수록) 처음 시작 되는 전도도 점이 높고 그에 따라서 곡선의 기울기가 점점 감소해 감을 알 수 있다. 때 문에 최종 전도도로 도달하는데 걸리는 시간도 줄어든다.
6) 주어진 변화에 따른 응답특성은 어떻게 달라지는가? (용기의 크기)
용기 부피의 크기로는 50ml,100ml,200ml로 달리하여 사용하여 실험을 하였다. 그래프 를 보면 용기의 부피가 커지면 커질수록 곡선의 기울기가 완만해짐을 알 수 있다. 이는 주입되는 액체가 주어진 액체와 혼합하여 일정 전도도로 도달하는데 더 많이 주입되어야 하며 혼합 되는 시간도 더 오래 걸린다. 때문에 용기가 크면 클수록 최종 전도도로 도달하 는데 걸리는 시간이 더 많이 소요되고 더 많은 공급물이 필요하다.
7) 주사시간 변화에 따른 응답 특성은 어떻게 달라지는가? (유입량)
유입량을 (6,4,2)ml/min로 조작해가며 실험을 하였다. 유입량이 크면 클수록 같은 시간당 들어오는 고농도의 액체가 많기 때문에 초기 농도에서 최종 농도로 변하는데 걸리는 시간이 빨라짐을 알 수 있다 따라서 유입량이 크면 클수록 기울기는 급격해지며 소요 시간이 줄어든다.
※결과
이번 실험은 농도, 부피, 유량속도의 변화에 따른 전도도 변화를 알아보는 실험이다. 먼저 각각 0.1mol, 0.02mol, 0.05mol, 0.08mol 농도의 소금물을 제조한다. 시료의 무게를 측정할때도 실수를 했고, 다른 기구들을 쓰는데 실수를 했다.
먼저 농도 변화(0.02mol, 0.05mol, 0.08mol)에 따른 전도도 변화를 보면 초기 농도가 클수록 첫 전도도 값이 크다는 것을 알 수 있다. 즉 초기 반응기의 농도와 유입되는 농도차가 클수록 곡선의 기울기가 커진다. 반응기의 농도는 최종 전도도에 이르는 시간에 큰 영향을 주지 않고 초기 전도도에 영향을 주며 반응기 농도가 작을수록 전도도의 변화량이 커진다는 것이다.
두 번째 부피 변화에 따른 전도도 변화는 부피가 커질수록 (50ml→100ml→200ml) 최종 전도도에 이르는 시간이 길어진다. 이유는 부피가 크면 클수록 유입량이 부피를 채우는데 시간이 걸리기 때문이다
세 번째 유량속도 변화(0.58cc/s, 1.03cc/s, 1.89cc/s)에 따른 전도도 변화는 유량이 클수록 최종 전도도에 먼저 이른다는 것을 그래프를 통해 알 수 있다.
최종 결론은 전도도의 변화량은 반응기의 초기농도와 부피, 유입속도에 영향을 받는데 반응기의 초기농도가 작고 부피가 작을수록, 유입속도가 클수록 변화량이 커진다
6.참고문헌
화공실험1 매뉴얼
강성주, 선우창신, 유의연, 유민수 공역 “화학공정제어”
네이버 지식검색 “혼합조 실험”,“전도도”, “농도와 전도도”
화학공정제어 Riggs,James B , 아진 2000

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