• 

  화학공학실험 | 다단식 연속증류 TIP 1. 본 실험에서는 전환류하에서 이성분계(메탄올–물)의 회분식 정류실험을 행하여 McCabe-Thiele법에 의한 이론단수를 구하고 실험결과와 비교한 총괄단효율을 알아본다. 2. 본 실험에서는 환류 상태에서 이성분계 (methanol-water)의 연속 정류실험을 이해한다. 정류(Rectification) 증류법의 하나로, 단증류에서는 외부로부터 열을 공급해야 하는데, 증기가 응축 할 때는 반대로 열을 방출한다. 따라서 증류되는 액체와 분축시키는 증기를 흔합하면 열을 주고받는 현상이 일 어나, 증기 쪽에는 끓는점이 낮은 성분이, 액체상에는 끓는점이 높은 성분이 많 아진다. 이와 같은 접촉혼합장치 몇 개를 연속적으로 설치하고 한쪽 끝에서 증기, 다른 쪽 끝에서 액체를 보내면 증기에는 휘발하기 쉬운 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 12. 13.

• 

  화공기초실험 | 증기 액체 평형 불변 끓는점 혼합물 많은 액체들이 이상적 모양의 온도-조성 상평형 그림을 나타내지만 이상성으로부터 현저하게 벗어나는 행동을 하는 액체도 많다. 일부의 액체들은 Raoult의 법칙에서 예측하는 것보다 낮은 증기압을 가지는 혼합물을 형성하기도 한다. 이들 비이상용액은 성분간의 유사한 상호작용 때문에 음의 벗어남(negative deviation)을 보인다. 낮은 증기압을 갖는다는 것은 높은 끓는 온도를 갖는다는 것을 의미하며 이와같은 물질들의 혼합물은 예측한 것보다 높은 온도에서 끓는다. 이 벗어난 정도가 매우 클 때 혼합물의 끓는 온도는 순수성분들의 끓는 온도보다 높아져 높은 끓는점을 갖는 불변 끓음 혼합물(maximum boiling azeotrope)이 얻어진다(Figure 2참조). 일부 액체들의 혼.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 12. 10.

• 

  공업화학실험 | 기-액 평형 TIP 물질 전달과정의 하나인 증류의 개념을 이용하여, 일정압력 하에서 두 이상이 섞여있는 혼합용액을 일정 온도로 증발시켜 혼합증기와 평형관계가 기-액 평형 장치 내에서 이루어지는 것을 실측함으로써 평형증류에 대한 기초지식과 장치의 조작방법을 이해하고, 기-액 평형관계를 관찰하여 실습을 통한 이론과 실제를 비교해 본다. 상평형 물질전달이 일어나는 두 상이 평형상태에 도달하면 물질의 이동은 중지된다. 온도차가 없어지면 열이 이동하지 않는 경우와 같은 것이다. 따라서 분리를 행하려면 평형을 피하여야한다. 평형에 영향을 주는 인자는 온도, 압력, 농도 등이 있으며 이들을 변화시켜서 평형을 파괴할 수 있게 된다. 성분의 수가 c 이고 상의 수가 p인 어떤 계에서, 평형을 변화시킬 수 있는 독립변수, 즉 자유도 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 12. 6.

• 

  화학공학실험 | 막분리 용매는 투과할 수 있고 용질은 거의 투과하지 못하는 막을 사이에 두고 농도가 다른 두 혼합용액을 갈라놓으면 농도가 낮은 용액으로부터 농도가 높은 용액으로 용매가 확산된다. 이 현상을 삼투라 한다. 농도가 진한 용액 측에 삼투압보다 더 높은 압력을 가하면 용매가 진한 용액으로부터 묽은 용액 쪽으로 확산하게 되는데 이 현상을 역삼투(reverse osmosis)라 한다. 본 실험에서는 역 삼투막을 이용한 무기물(NaCl 또는CaCl2) 분리 시험을 행하여 용액의 농도, 온도 및 압력이 배재율과 투과속도에 미치는 영향을 알아본다. 실험 방법 1. 전도계 보정 1) 전도도 측정기를 표준용액으로 보정한다. 2) NaCl농도가 10ppm∽10000ppm까지 임의로 몇 개의 표준용액을 만들어 각각 전도도를 측정하고 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 11. 5.

• 

  화학공학실험 | 막분리 공정 막 분리법 물속의 콜로이드 유기물 이온 같은 용존 물질을 반투과성 분리 막을 이용하여 여과함으로써 분리제거 하는 방법이다. 막 분리법은 공정이 간단하고 고온처리가 필요하지 않으므로 유기 용질 분리에 효과적이라는 장점을 가지기 때문에 기존의 분리 공정을 대체할 수 있는 큰 잠재력을 가진다. 막 분리 기술 1. 기본적으로 분리,농축 기술이며 순수한 물리적 처리기술 2. 수처리에는 압력차를 구동력으로 하여, 물(용매)이동에 의해 제거하고자 하는 물질(용질 또는 고형물)을 분리하는 막 여과가 주로 이용되고 있음 3. 정밀여과, 한외여과, 나노(nano) 여과, 역 삼투. 4. 수중의 미소물질과 용해물질을 막으로 저지시켜 목표하는 수질을 유지하는 함. 5. 치밀한 세공을 가진 고분자막 제품을 이용하여 압력에 의해.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 11. 4.

• 

  유체역학실험 | 관로 마찰 실험 관로(管路)는 물, 가스 등의 유체가 단면을 채우고 흐르는 관을 말하며, 도시의 가스관 기름을 공급해주는 송유관 등이 바로 이 예이다. 하지만 실제로 사용되는 가스관, 송유관 등을 볼 때 그 관로는 수많은 엘보우와 이음들에 의한 부 손실이 생길 뿐 아니라, 관로사이에서의 마찰에 의한 주 손실이 생기게 된다. 실생활에서 이러한 손실을 계산하는 것은 매우 중요하다. 예를 들어, 송유관으로 석유를 공급할 때, 관로에서 생기는 손실을 정확히 계산하지 못한다면, 서로의 이해관계에 문제가 생기기 때문이다. 이 밖에도 관로의 마찰을 정확히 계산하지 않으면 많은 문제가 생기게 된다. 이러한 이유로 우리는 이번에 관로에서 생기는 부 손실, 주 손실에 대해 실험해 보기로 한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 장치의 오른.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 10. 13.

• 

  유체역학실험 | 관로 마찰 실험 TIP 관로 마찰 실험 장치를 이용하여 관내 유동 특성을 이해하고 관의 마찰계수와 이음의 손실계수, 유량계의 토출계수를 구해보고 레이놀주수와의 관계를 파악하고자 한다. 관내 유동에 대한 이론적 고찰 관내의 유동은 벽에서 점성에 의해 경계층이 발달되어 관의 중심으로 성장하게 된다. 이러한 경계층이 관의 중심까지 성장하게 되면 이 후에는 관로내 유동의 속도 분포가 더 이상 변화하지 않는다고 가정하게 되는데 이를 완전 발달된 유동(Fully developed flow)이라고 한다. 입구에서부터 완전 발달된 유동이 발생하는 위치까지의 거리를 입구길이(Entrance length)라고 한다. 관의 직경이 d인 경우, 층류유동인 경우에서 입구길이는 약 60d 근처이고, 난류유동인 경우는 대략 10d～40d 정도로 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 10. 7.

• 

  화학공학실험 | 순수한 액체의 증기압 TIP 1. 온도에 따른 순수한 액체의 증기압을 측정하고 방법을 습득하는 것이 이번실험의 목적이다. 임의의 압력에서 끓는점을 결정함으로서 액체의 증기압을 측정하고 Clausius- Clapeyron방정식을 이용해 평균 몰증발열을 계산해 본다. 2. 온도에 따른 증기압력의 변화를 측정해서 몰증발열을 결정하는 방법을 습득하는 것이다. 즉, 증기압력에 대한 전반적인 이해와 그 증기압력이 온도에 따라 어떻게 변화하는지, 또 그것에 따른 몰 증발열은 어떻게 되는지를 배우기 위한 실험이라 할 수 있다. 증기압 물질이 액체 상태에 있다는 것을 특징 짖는 가장 중요한 특성 중에 하나가 그 물질의 증기압이다. 즉, 닫힌 용기속에 들어있는 액체 상태의 순수한 물질과 평형을 이루고 있는 증기의 압력. 즉, 일정한 온도에서 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 9. 19.

• 

  화공기초실험 | 액체의 밀도와 점도 TIP 분자정수에는 밀도, 점도, 표면장력등 여러 가지가 있으나 본 실험에서는 액체의 밀도와 점도측정에 대해 알아본다. 액체의 밀도(비중) 어떤 물질이 질량과 이와 같은 체적인 표준물질의 질량과의 비를 비중(specific gravity)이라 한다. 같은 장소에서 측정하면 양자의 무게비를 취해도 좋으므로 비중이란 말을 쓴다. 어떤 온도에서 있어서의 비중(밀도)은 그 물질에 고유한 정수이다. 따라서 비중을 측정하여 순도를 확인해 볼 수 있다. 특히 용액은 비중과 농도와의 관계가 잘 조사되어 있으므로 비중을 측정하여 농도를 아는 것은 공업상이나 실험실에서도 잘 쓰이고 있다. 또 액체의 밀도측정은 압력, 모세관의 반지름, 분자부피(molar volume), 유전율, 표면장력, 비점도등의 측정이나 burette.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 9. 14.

• 

  화학공학실험 | 액체 확산 본 실험은 액체 확산 실험인데, 확산은 혼합물 중에 상대적으로 휘발성이 큰 물질이 이동하는 것이 확산이라 합니다. 확산은 물질 전달의 하나로서 상 사이의 경계면에서 물질이 서로 이동하는 것을 말하는 것으로 이 현상이 일어나는 주요 원인은 확산 되는 물질의 농도차이이며, 이것은 거리에 따라 농도가 달라지기 때문입니다. 이러한 확산의 일방적인 원인은 농도 기울기에 있지만, 이밖에도 여러 가지 확산현상이 일어나는 이유가 있다. 압력 차에 의한 압력 기울기, 온도차에 의한 온도 기울기 또는 원심력과 같은 외부의 힘에 의해서 확산되기도 하는데, 이러한 확산을 압력확산, 열확산 및 강제 확산이라고 한다. 액․액확산 실험에 있어서는 농도 기울기에 따른 변화를 전도도로 측정하도록 설계하였습니다. 설계계산에 있어서 흡수.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 9. 12.

• 

  단위조작실험 | 액-액 추출 TIP 1. 액-액 추출 공정에 대한 이론과 장치에 대하여 이해한다. 2. 벤젠-아세트산-물 계에서의 아세트산을 추출하여 그 농도를 측정할 수 있다. 액-액추출법은 보통 비점이 접근해 있어 증류로는 분리가 불가능하거나 증류로의 분리 시 성분의 파괴가 초래(식품첨가물 등)하는 등의 경우의 적절한 용매로서 특정성분을 분리하는 조작이다. 일반적으로 다단 추출 방법을 이용하여 용매를 1단으로 보내고 원료 액을 다른 1단으로 보내어 향류 추출하는 경우가 일반적이다. 추출의 주요용도 중 하나가 다른 화학적 구조를 가지면서, 거의 같은 비등점을 갖는 석유제품들을 분리하는 것이다. 액체추출에서의 평형관계는 성분이 3개 이상 또는 그 이상 존재하고 각상에 각 성분이 존재하기 때문에 다른 분리공정보다는 더 복잡하다. 향류.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 9. 11.

• 

  화공기초실험 | 염화칼슘의 용해열 TIP 간단하게 만든 열량계로 염화칼슘(CaCl2)의 용해열을 측정한다. 물의 열용량, 비커 열용량, 온도계 열용량, 염화칼슘 넣기 전후 온도 차이와 염화칼슘 몰수를 구하여 염화칼슘의 용해열을 측정한다. 실험 방법 1. Cm계산 1) 200㎖ 증류수를 비커에 넣은 후 5분간 유리막대로 저은 후 온도를 측정한다. 2) 1)에서 측정 된 온도보다 30℃ 높게 200㎖ 증류수를 끓인다. 3) 2)에서의 증류수를 스티로폼 안 비커에 부은 후 5분 뒤 온도를 측정한다.(열을 밖으로 쉽게 안 빼앗기기 위해 스티로폼을 두껍게 준비한다.) 2. 용해열 측정 1) 전자저울에 비커를 넣은 후 영점을 맞춘다. 2) 비커 안에 CaCl2 4g를 넣는다.( CaCl2 은 수분과 쉽게 반응하기 때문에 실험을 최대한 신속히 한다... Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 8. 20.

• 

  유체역학실험 | 제트에 의한 충격 압력을 받는 유체의 흐름으로부터 기계적인 일을 얻는 방법 중의 하나가 바로 고속의 제트가 미치는 압력을 이용하는 것이다. 물 제트(water jet)는 터빈(turbine)의 바퀴(wheel)에 달려있는 날개(vane)를 치게 된다. 날개의 표면에 의해 물 제트의 방향이 바뀌게 되면 분사된 유체에는 운동량(momentum)의 변화가 발생하게 되고 이 운동량의 변화량만큼 날개는 물리적인 힘을 받게 된다. 이 운동량의 변화량이 바로 충격량이고, 날개가 받은 충격량으로 인해 터빈이 회전하면서 기계적인 일을 하게 된다. 이 동력은 발전기에 의해 다시 전기에너지로 변환하게 되는 것이다. 이와 같이 제트의 충격 원리를 이용하여 발전하는 수차(water turbine)는 90%의 효율로 약 10만 kW 이상의 출력을.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 8. 10.

• 

  단위조작실험 | Orifice meter & Ventury meter TIP 유량을 측정하는 방법으로 여러 측정도구가 사용되고 있는데, 이 실험에서는 유량의 측정 방법 중 Orifice meter와 Venturi meter에 대해 알아보고, 유량공식의 유도과정을 이해하며 Bernouli식으로부터 마찰손실을 구해본다. 실험장치 Orifice meter와 Ventury meter를 이용하여 유체의 유동, 유체의 속도 그리고 유체의 상수를 관찰할 수 있다. 관로로 유체가 흐를 때 일어나는 현상(속도증가, 압력감소)을 측정하여 유속과의 상관관계와 유량계수를 구할 수 있다. Renolds number는 유체의 상수의 변화에 의존하며, 유체의 상수와 Renolds number는 비례관계에 있다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) Head Tank에 물이 넘치지 않을 정도로 채우고 Co.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 8. 6.

• 

  화학공학실험 | 오리피스 미터를 통한 유량측정 TIP 유체의 흐름이 갑자기 축소되는 관 Orifice 에 유체가 흐를 때 유속의 변화에 따른 유체의 특성과 유량측정 방법을 이해하고, 이를 직접 측정해 봄으로써 그의 조작기능과 역학관계를 익힌다. 차압식 유량계의 측정원리 및 특징 1. 측정원리 : 비압축성 유체가 관내를 난류하지 않고 마찰도 없고 외부와도 에너지의 교환이 없는 것으로 하고 중력만이 외력으로서 일한다고 하면 관내의 임의점에서 베르누이 정리가 성립한다. 2. 특 징 : 차압방식은 구조가 간단하며 가동부가 거의 없으므로 견고하고 내구성이 크며 고온, 고압, 과부하에 견디고 압력손실도 적다. 구조가 간단하므로 상사법칙의 적용이 되고 임의의 유체에서 교정한 값을 Reynolds number의 보정에 의해 타의 유체에도 사용할 수 있다. 사용법이.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 8. 5.

• 

  화공기초실험 | UV를 이용한 염료 흡착속도 결정 본 실험을 통해 UV사용법을 이해하고 이를 이용하여 여러 염료(Acid-red 1, Acid-blue 25)의 흡광도를 측정한다. Beer-Lambert 법칙을 이용하여 흡광도로부터 용액의 농도를 알 수 있으며, 여러 염료의 시간별 흡착을 통해 반응속도상수(k)를 구할 수 있다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 1L의 비커에 Acid-red 1 40ppm, Acid-blue 25 60ppm 농도의 염료 용액을 제조한다. 2) 1)에서 만든 40ppm Acid-red 1 1L와 60ppm Acid-blue 25 1L에서 샘플을 채취하여 평형상태에서의 흡착농도(Qe)를 알기 위해 UV측정을 실시한다. 3) 각각의 염료 용액에 활성탄을 200ppm(0.2g/L)로 맞추고 지정된 시간(1, 3, 5, 10, 2.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 8. 2.

• 

  화공기초실험 | 산가 비누화가 측정 TIP 유지 공업에서 중요한 원료로 사용되고 있는 유지의 성질을 평가하는 방법으로서 산가 및 비누화가 측정 원리를 이해하고 유지 시료의 상태를 평가해 본다. 유지의 산가 유지 중에 이 유리 지방산의 함유량을 수치로 나타낸 값이다. 즉 유지 단위 g당 포함되어 있는 유리지방산을 중화하는데 필요한 KOH의 mg수를 유지의 산가라고 한다. 따라서 유지의 산가는 유지나 유지를 포함하는 식품의 신선도를 판정하는데 필요한 수치이다 유지의 비누화가 유지 내에 포함된 지방산의 조성을 비교하는 수치로서 흔히 비누화가(saponication value)를 사용하는데 이는 유지단위 g을 완전히 가수 분해하여 유리되는 지방산을 중화하는데 요구되는 KOH의 mg 수를 나타낸다. 따라서 고급지방산을 주로 포함하고 있는 유지는 비.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 7. 20.

• 

  화학공학기초실험 | 유체 흐름 관찰 TIP 1. 유속 변화에 따른 유체흐름의 모습을 관찰한다. 2. Reynolds number에 따른 유체흐름의 모습을 관찰하여 두 사이의 관계를 알아낸다. 3. 유체의 특성을 이해한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 레이놀즈 수 실험장치의 유리관 직경을 측정한다. 2) 유출구 밸브를 닫은 상태에서, 유입구로 실험에 사용되는 유리관 위쪽까지 물을 채워 넣고, 유입구 밸브가 열린 상태에서 유출구 밸브를 열어 물이 순환되도록 한다. 이때, 물이 수조 바깥으로 넘치지 않도록 밸브로 유량을 조절한다. 3) 수조에 채워진 물의 온도를 측정하고, 잉크조절밸브를 열어, 유리관으로 일정한 유량의 잉크를 주입한다. 4) 유량조절밸브로 유리관 내부유량을 조절한다. 5) 유체의 유량을 일정하게 맞춘 후, 유체흐름이 정상상태.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 7. 9.