반응형 화학공학실험 | Plug Flow Reactor - 연속흐름반응기 TIP 산업에서 사용되고 있는 관류형 반응기에서 온도, 농도, 유속의 변화에 따라 반응 속도에 미치는 영향을 고찰하고 CSTR과 비교해 본다. 반응기 화학반응을 진행시키기 위해 사용하는 기구이며 반응장치라고도 한다. 또한 이 기구는 반응을 자유롭게 제어할 수 있게 만들어져 있다. 조작방식에 따라 회분식(回分式: 배치식), 유통식(연속식), 반회분식으로 분류된다. 회분식은 한 번 원료를 넣으면, 목적을 달성할 때가지 반응을 계속하는 방식이고, 연속식은계속해서 원료를 공급하고, 제품을 끌어내는 방식이다. 또, 반회분식은 처음에 원료를 넣고 반응이 진행됨에 따라 다른 원료를 첨가하는 방법이다. 관형반응기 [管型反應器, tubular reactor] 가늘고 긴 직관(直管), 코일 모양또는 U자형 곡관(曲管)의 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 9. 14. 화학공학실험 | Plug Flow Reactor - TUBULAR FLOW REACTOR TIP TUBULAR FLOW REACTOR 안에서 CH3COOH와 NaOH의 반응을 온도와 유량의 변화에 따른 conversion의 변화 측정한다. 그리고 이 conversion의 변화로부터 반응속도상수를 구해서 반응속도식을 구한다. 대표적인 연속 이상 반응기의 모델에는, 관형반응기 (Plug Flow Reactor) 와 연속 교반 탱크형 반응기 (CSTR : 연속 반응기)가 있습니다. 관형반응기는, 그 생긴 모양이 관 모양이어서가 아니라, 반응기 안에서의 물질의 흐름이 관에서의 흐름과 같은 반응기입니다. 즉, 반응기에 도입된 물질의 흐름이 축 방향 혼합 없이 방사방향만의 혼합이 일어나며 흐르는, 「플러그 흐름」인 반응기인 것입니다. 그래서 플러그 흐름 반응기 (Plug Flow Reactor : PF.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 9. 10. 화학공학실험 | 고분자 밀도 측정 TIP 1. 단순히 비중병을 이용하여 한 가지 용액의 밀도를 구해내는 것이 아니라 부피가 일정한 비중병으로 용제속에 첨가되게 되는 고분자 물질의 밀도를 여러 가지 질량관계들과 부피를 통하여 구해낼 수 있도록 한다. 2. 실험결과를 통해 용질로 사용되는 PP와 LDPE의 비중을 문헌값과 비교하여 보고 실험의 정확도를 비교해 볼 수 있도록 한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 비중병을 깨끗이 씻고 LDPE, PP, toluene, dioxane, chlorobenzene을 준비한다. 이때 비중병을 건조기에 넣고 최대한 건조시켜 안에 물이 최대한 남아있지 않도록 한다. 2) 비중병만의 무게를 측정하고, 비중병에 증류수를 채워 무게를 측정한다. 비중병 겉에 묻은 물기를 완전히 제거할 수 있도록 한다. 3) 비.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 9. 6. 화학공학실험 | 젖은 벽탑 TIP 젖은 벽탑은 충전층이나 단탑과는 달리 기-액 접촉면적을 비교적 용이하게 산정할 수 있기 때문에 물질전달계수를 구하는 데 널리 이용되고 있다. 본 실험에서는 젖은 벽탑에서 물과 공기를 향류로 접촉시켜 물의 증발 실험을 행하여 물질전달계수를 구한다. 또한 습도도표의 이용법을 익히고 물질전달에 있어서 j-factor를 산정하여 analogy 이론의 적용에 관한 이해를 증진시킨다. 젖은 벽탑에서의 물질이동에서 물질전달계수 k는 상 사이의 접촉면적을 알고 경계층 분리가 생기지 않는 실험장치에서 연구된다. 젖은 벽탑 실험 장치는 이런 유형의 장치중의 하나로서, 때에 따라서는 실제로 사용되기도 한다. 이 장치는 난류흐름에서 유체쪽으로의 물질전달과 유체로부터의 물질전달에 대하여 중요한 정보를 제공해준다. 젖은 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 9. 3. 화공현상실험 | 단일구의 침강속도 TIP 중력 하에서 구가 액체 중으로 침강할 때 일어나는 현상을 이해하고 Drag 계수와 Reynolds 수와의 관계를 알아본다. 구형의 물체가 중력 하에서 두 개의 수직관 내에 비중이 다른 액체에 수직으로 침강할 때 일어나는 현상을 이해하고 항력 계수와 레이놀드 수와의 관계를 알아본다. 항력계수(drag 계수) 물체가 유체 내에서 운동하면 저항력을 받는데, 반대로 흐르는 유체 내에 물체가 정지해 있어도 저항력을 받는다. 나무판을 흐르는 유체 속에 유체의 흐름방향에 대해서 경사지게 놓았을 때 나무판에는 두 힘이 작용하게 된다. 하나는 유체의 흐름방향에 흘려보내려는 힘과 또 하나는 흐름방향에 수직으로 작용하려는 힘이다. 항력은 흐름방향으로 작용하는 힘이다. 항력의 크기는 흐름의 속도를 v, 유체의 밀도를 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 8. 29. 화학공학실험 | 굴절율 측정 TIP Abbe 굴절기를 사용하여 메탄올의 농도에 따른 굴절률을 측정하고 그래프를 그려 판독하며, Abbe 굴절기의 사용법을 익힌다. 굴절율 빛은 전기장과 자기장으로 되어 있으며 이들은 상호 직교하고 또한 빛의 진행 방향에 직교한다. 어느 매질에서나 빛의 장과 매질 본자에 수반된 장간의 작용이 있기 때문에 매질에서의 빛의 속도는 진공에서의 것보다 작다. 빛살이 밀도가 작은 매질로부터 큰 매질 쪽으로 지나가면 속도가 줄어든다. 그에 따라서 빛의 방향이 바뀐다. 즉, 표면의 법선 방향에 더가깝게 굴절한다(이 효과는 움직이는 자동차의 한 쪽 브레이크만을 밟았을 때 자동차의 방향이 바뀌는 것과 비슷하다). 빛살이 공기로부터 액체나 고체로 들어가면 입사각 ⅰ가 굴절각 r 보다 크다. 입사각 정현의 굴절각 정현에 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 8. 26. 화학공학실험 | TLC를 이용한 아미노산 분석 아미노산을 신속하고 간편하게 분리 동정하는 방법과 그 활용범위를 익힌다. 크로마토그래피는 2종류 이상의 화학성분이 혼합되어 있는 생물소재 추출물이나 유기합성 과정에서 얻어진 화합물을 효과적으로 분리하고 정제하는 방법이다. 물질이 분리되는 기본 원리는 정지상(stationary phase)과 이동상(moving phase)사이에서 각 물질이 가지는 독특한 용해도(solubility)와 흡착성(absorption)의 차이에 따라 선별적으로 분배되는 성질을 이용하는 것이다. 얇은 층 크로마토그래피(TLC)는 정지상으로서 유리판이나 플라스틱판 위에 얇게 코팅시킨 silica gel 또는 alumina가 사용된다. TLC에서 주로 사용되는 silica gel은 silicic acid의 중합체로서 다공성 입자를 형.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 8. 22. 화학공학실험 | 배관계의 유체 마찰손실 측정 TIP 1. 여러 가지 직경을 가진 직관에서 유속변화에 따른 차압을 측정하고, 이와 관련 된 Reynolds 수, 마찰계수, 압력손실두를 계산한다. 2. 관 이음쇠(90 elbow, 90 bend, Tee, 유로의 갑작스런 확대, 유로의 갑작스런 팽창)에 의한 두손실을 측정한다. 3. 배관계내의 valve류(gate, ball, globe)에 의한 두손실을 측정한다. 4. 유량측정장치(orifice, venturi, pitot tube)에 의한 두손실을 측정한다. 5. 측정된 두손실에 의해 유출계수(discharge coefficient)를 산출한다. 유량의 개요 유량(Flow rate)이라 함은 유체의 흐름중 일정 면적의 단면을 통과하는 유체의 체적,질량 또는 중량을 시간에 대한 비율로 표현한 것을 유.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 8. 18. 화학공학실험 | 인디고 유기합성 TIP 6-Bromooxindole와 6-Bromoisatin를 커플링하여 6,6`-DiBromoisoindigo를 합성하여 염색의 원리에 대해 이해하여 본다. 재결정, 재침전 재침전은 용해도를 떨어뜨려서 고체를 침전시키는 것이다. 빠르게 고체를 얻을 수 있으며 재침전을 할 때는 핵산을 사용한다. 재결정은 온도에 따른 용해도 차이를 이용한 방법이다. 재결정을 할 때는 메탄올을 사용한다. 재침전보다는 재결정이 더 순수한 물질을 얻을 수 있다. 염료와 안료의 차이점. 색소에는 염료와 안료 두 가지가 있는데 염료의 경우는 용해가 가능해서 가용성이고 안료의 경우 녹지 않는 불용성이라는 것이다. 안료의 예로는 페인트가 있는데 페인트의 큰 특징 중 하나는 녹지 않는다는 것이다. 색감은 만들어내지만 녹지는 않기 때문.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 8. 11. 화학공학실험 | Partial Molar Volume의 측정 TIP 1. 용액의 부피를 정확하게 예측하는데 필요한 부분몰부피를 측정한다. 2. 분자들의 모양, 크기, 극성에 따라 부분몰부피가 어떻게 달라지는지 서로 비교한다. 이성분계의 부분몰부피의 식과 그 이론 열역학적 시스템의 성질 중에서 부피(Vt)는 크기성질로서 시스템의 크기에 따라 변하며, 몰부피(Vi)는 1몰이 갖는 부피로서 세기성질로 분류된다. 예를 들면, 25℃의 물 1 mol이 갖는 몰부피는 18 ㎤로서 많은 양의 물에 1몰의 물을 가하면 부피가18㎤ 만큼 늘어난다. 일반적으로 두 가지 이상의 물질이 섞여 있는 혼합물의 구성 물질들의 성질이 서로 같아서 이상용액의 거동을 할 경우에는 각 물질의 몰부피에다가 몰수를 곱한 것을 모두 합하여 시스템 전체의 부피를 큰 오차 없이 구할 수 있다. 즉, 이성분.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 8. 8. 화학공학실험 | 피토트 튜브에 의한 3차원 유속 측정 TIP 5공 피토트 튜브에 의한 유체의 3차원 유속 측정 원리 및 측정방법을 이해하고, 이것을 분무 건조실내 공기 흐름분포를 측정하는데 적용해본다 본 실험은 5공 피토트 튜브를 이용하여 3차원유속을 측정하는 방법을 익히기 위하여 실시되었다. 회전하는 공기의 3차원 유속을 5공 피토트 튜브를 이용하여 각 지점에서 측정하였으며, 중심으로부터 15㎝ 지점에서 가장 유속이 빠르다는 것을 알 수 있었다. 또한, 백색 분말 주입에 의해 관찰된 유체의 흐름방향과 피토트 튜브 측정결과와의 정성적 비교분석을 통해 피토트 튜브를 이용한 측정의 원리와 방법을 익힐 수 있었다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 분무 건조실에 blower를 작동시켜 유량을 흘려준 후 벽 등에서 새는 곳이 없는지 확인하였다. 2) 차압계를 연결하.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 8. 4. 화학공학실험 | 피토튜브에 의한 유속측정 피토튜브의 의한 유속측정 실험은 유속과 방향을 측정하는 측정장비의 하나인 피 토관을 이용하여 물체 주위의 유속과 방향을 결정하는데 있어 필요한 베르누이식을 이해하고, 피토튜브의 원리를 알고 이를 이용한 측정이 이번 실험의 목적이다. 또한 피토튜브를 사용하여 수두의 차와 유속을 측정함으로써 정압을 측정하고 위치에 따른 물의 위치에너지 변화에 의한 압력 변화를 측정하여 그 수두차를 이용한 베르누이 방정식을 이용하여 유속을 구할 수 있다. 유속 측정 원리 S점의 압력수두는 수심 h에 속도수두를 더한 값을 갖게된다. 흐르는 물속에 피토관을 세우면 피토관 수위가 h' 만큼 상승한다. 그러므로 h'를 관측하면 a점의 유속을 관측할 수 있다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 피토관을 튜브와 연결한다. 2) 튜브 안에.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 8. 1. 화학공학실험 | 액체의 상호 용해도 측정 실험 방법 1. 실험 과정 1) 페놀을 적당량 취하여 녹이도록 한다. 2) 실험관을 5개 준비하여 깨끗이 씻고 말린 후 페놀을 1, 3, 5, 7, 9㎖씩 취하 여 각각 넣는다. 약 10, 30, 50, 70, 90%의 페놀 혼합액이 된다. 3) 각각의 실험관에 총 10㎖가 되도록 증류수를 모두 넣어 주고 각각에 페놀향이 나오지 않도록 마개로 막아둔다. 4) 페놀과 증류수를 섞어 흔들면 뿌옇게 되는데 마게에 구멍을 뚫어 온도계를 설치하고 물에 담궈 물을 끓이면서 혼합물이 투명해질 때 까지 끓인 후 투명해지면 그때의 온도를 기록한다. 5) 색이변하고 온도를 기록하고 나면 이 실험관을 밖으로 꺼내어 씩히면서 다시 혼합물이 뿌옇게되는 순간의 온도를 찾아서 기록한다. [화학공학실험] 액체의 상호 용해도 측정 레.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 7. 24. 화학공학실험 | 천연물 Dehydro-α-Lapachone 합성과 그 이용 TIP 2-Hydroxy-1,4-naphthoquinone, 3-Methyl-2-butenal을 사용하여 도미노 Knoevenagel-전자고리화 반응을 통해 다양한 생리활성을 보이는 dehydro-α-lapachone 천연물을 합성한다. Dehydro-α-lapachone(1)과 α-lapachone(2) 천연물은 중남미 lapacho 나무(학명:Tabebuia avellanedae) 및 일본, 한국, 중국 등에 분포되어 있는 개오동나무 (Catalpa ovata)에서 추출된 천연물로 항균성, 항진균성, 항말라리아, 항암성 등의 다양한 약리활성을 보이고 있다. 특히 이러한 식물에서 추출된 추출액은 중국, 일본 등에서 열병, 황달, 부종 등에 한방 치료약으로 사용하고 있다. 위 실험을 통해 자연에서 추출된.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 7. 19. 화학공학실험 | Venturimeter TIP 관내를 흐르는 유체(물)가 좁은 관로를 흐를 때, 일어나는 유속 및 압력변화 등을 측정하고, 유체의 특성과 유량측정방법 등을 이해한다. 즉 수평으로 놓인 venturi tube를 통해 비압축성 유체가 흐를 때 static pressure profile을 직접 측정하고, 이론적으로 예측한 값과 비교하여 본다. 또한 여러 가지 유속에 대한 venturimeter discharge 계수(Cv)를 구한다. 또 venturi tube와 orifice tube 그리고 orifice plate에서의 유속변화에 따른 압력차와 압력손실을 측정함으로써 비압축성 유체의 흐름에 대한 조작방법 및 특성을 이해하는데 있다. 수평으로 놓인 venturi tube를 통해 비압축성 유체가 흐를 때 static pressure .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 7. 12. 화학공학실험 | 인공감미료의 합성 - 시안산법 TIP 자연에서 얻을 수 있는 감미료를 직접 함으로써 그에 관한 반응 메카니즘 및 지식을 습득한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 증류수 10㎖와 Acetic acid를 2㎖, p-에톡시아닐린 1.6㎖가한다. 2) 50～60℃ 적정온도 유지하고 중탕가열한다. 이때, 마그네틱 바를 이용해 교반하도록 한다. 3) KCNO 1.6g을 증류수 5㎖에 녹이고 1)에 천천히 녹인다. (KCNO 1.627g를 증류수와 섞어준 후 1)과 천천히 녹여줌 4) 용액에 침전물이 생기면 남은 3)의 용액을 다 넣고 한 시간 반 정도 중탕하면서 교반 가열한다.(이 때, 온도 역시 50～60℃를 유지한다.) 5) 교반 및 가열이 끝나면 증류수 5㎖를 넣고 얼음중탕으로 급속냉각 시킨다. 6) 감압여과하고 남은 결정무게를 잰다. .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 7. 7. 화학공학실험 | FT-IR - Fourier Transform Infrared Spectroscopy TIP FT-IR의 작동 원리를 이해하고 solid형태의 물질에 대한 시료 준비 방법과 그에 대한 실험 결과를 분석하고자 한다. 적외선 흡수분광법 적외선 영역의 스펙트럼은 0.78～1000㎛(1㎛=1/1000000m=1/10000㎝=100nm=10000Å) 혹은 12,800～10/㎝ 파수의 복사선을 포함한다. 이러한 넓은 적외선 범위의 복사선은 파장 단위 이외에 파수도 함께 사용한다. 적외선 범위는 편의상 근적외선(near-infrared), 중간적외선(mid-infrared), 원적외선(farinfrared)으로 나눈다. 그 중에서 가장 많이 사용한는 스펙트럼 영역은 2.5～1.5㎛ 파장(4000～670/㎝ 파수) 범위이고, 이들을 간단하게 나타내면 [Figure1]과 같다. 적외선 분광법은 정성 및 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 7. 3. 화학공학실험 | Nanocrystals - Ⅱ-Ⅳ반도체 나노 입자 합성 - Oleylamine-based Synthesis of Cadmium Selenide Semiconductor TIP 1. Ⅱ-Ⅳ족 반도체의 하나인 카드뮴셀레나이드(CdSe)나노입자를 콜로이드 용액법으로 합성 해본다. 2. 나노 입자가 어떠한 메커니즘으로 형성이 되는지, 그 특성이 발휘되기 위해서 어떠한 조 건들이 있는지 이론적으로 습득하도록 한다. 3. 표면 의존적인 나노입자의 특성 및 제어하는 방법을 이해한다. 4. 만들어진 결정을 UV-Vis 분광광도계를 사용해 분석하는 실험을 통해 분석에 대한 기초 적인 지식을 살펴본다. 나노 입자의 표면 나노입자와 같은 작은 크기의 영역에서는 많은 양의 원자가 입자의 표면에 위치하게 된다. 나노입자에서 광학적 흡수 특성은 나노입자 표면 특성에 큰 영향을 받지 않는다고 알려져 있다. 반면에 발광 특성은 나노입자 표면 특성에 아주 큰 영향을 받는다는 것은 많은 문헌에서 보고.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 6. 22. 이전 1 2 3 4 5 다음 반응형
