분야
hwp1.1.확산
1.2.물질전달에서 확산의 역할
1.3.실험이론 및 계산식
1.3.1.확산량
1.3.2.확산속도
1.3.3.몰유량, 몰속도 및 몰플럭스
1.3.4.Adolf Fick`s law
2.Experiment
2.1.실험 목적
2.2.실험 준비물
2.3.기체확산실험장치(GASEOUS DIFFUSION EXPERIME- NT APPARATUS)
2.4.실험 방법
2.5.실험 주의사항
3.Result & Discussion
3.1.Raw data
3.1.1.물리 상수
3.2.2.Raw data
3.2.Result
3.2.1.온도, 액면높이 및 zt2-z02(cm2)
3.2.2.zt2-z02(cm2)축과 시간t와의 관계에 대한 기울기
3.2.3.액상 아세톤의 몰밀도(ρML)
3.2.4.기상에서 전체 몰농도(ρMg)
3.2.5.기/액 표면에서의 아세톤의 증기압
3.2.6.아세톤의 분자확산계수 DAB
3.3.Discussion
4.Conclusion
5.Reference
확산이란 혼합물을 통해 각 성분이 물리적 자극에 영향을 받아 이동하는 것이다. 확산의 가장 보편적인 원인은 확산 성분의 농도기울기에 있다. 농도기울기는 농도가 같아지게끔 농도기울기를 없애는 방향으로 성분을 이동시킨다. 확산 성분을 고농도 쪽에 계속해서 공급하고 저농도 쪽에서 제거하면서 농도기울기를 유지하면 확산 성분은 정상상태의 흐름을 갖게 된다. 이것은 여러 물질전달 조작의 특성이다. 예를 들면 충전탑에서 물에 흡수시켜 기체로부터 암모니아를 제거하는 경우, 충전탑의 각 지점에서 기상의 농도기울기는 암모니아를 기-액 계면으로 확산시켜 물에 용해하게 하고 액상의 농도기울기는 암모니아를 액체의 벌크 쪽으로 확산시킨다. 액체에서 용질을 탈거시키는 경우에는 농도기울기가 반대가 된다. 즉 확산에 의해 벌크 액체에서 계면으로 용질을 가져와서 기상으로 이동시킨다. 침출이나 흡수 같은 다른 물질전달 조작에서는 비정상상태의 확산이 일어나며 평형에 가까워짐에 따라 농도기울기(농도구배)와 플럭스(flux)가 시간에 따라 줄어든다.
확산의 일반적 원인이 농도기울기이지만, 역상투압에서와 같은 활동도 기울기, 압력기울기, 온도기울기, 또는 원심분리기[1]에서와 같은 외력장에 의해서도 확산이 일어날 수 있다. 온도에 의해 생긴 분자확산은 열확산이며, 외력장에 의한 것은 강제확산이다. 이 두 가지 확산은 화학공학에서는 드문 경우이다.
확산은 고체나 유체의 정제층을 통한 분자이동에 한정되지 않고 다른 조성을 갖는 유체가 섞이는 경우에도 일어난다. 혼합의 첫째 단계는 난류의 와류운동 특성에 기인한 물질전달이다. 이것을 난류확산이라고 한다. 두 번째 단계는 아주 작은 에디 간 및 에디 내부의 분자확산이다. 때에 따라서는 확산공정은 확산방향에 평행한 방향의 혼합물 벌크흐름에 동반된다.
[2] MASS TRANSFER J.A. Wesselingh and R. Krishna ELLIS HORWOOOD LIMEITED 68~89(1990)
[3] 흐름과 열 및 물질이동 FLUID FLOW, HEAT EXCHANGE AND MASS TRANSFER 고재철,안범종,오동규,한신호 공저 도서출판 인터비젼 313~354(2007)
[4] 단위조작 6판 Unit Operations of Chemical Engineering of Chemical Engineering Warren L. McCabe/Julian C. Smith/Peter Harriott 이화영/전해수/조영일 공역 McGraw-Hill Korea 497~532(2001)
[5] PRINCIPLES AND MODERN APPLICATIONS of MASS TRANSFER OPERATION Jaime Benitez WILEY INTERSCIENCE 14~54(2002)
[6] Mass Transfer in Engeineering Practice AKSEL L. LYDERSEN 1~26(1983)
