지난 연재물 - 화학생물공학36 둘 : Diffusion through a stagnant gas film # 실전 시작! 드디어! 오늘부터 실전 문제를 풀어볼텐데요. 이전까지의 포스팅을 잘 따라오셨다면 큰 무리없이 이해할 수 있을 거에요. 그럼 물질전달의 가장 기초가 되는 문제부터 살펴보도록 하겠습니다! 문제 이해 문제를 잘 풀려면 먼저 주어진 상황이 무엇을 의미하고 있는지를 잘 파악해야 겠죠? 그럼 하나하나 뜯어 봅시다. 위의 칠판을 보면, 문제상황을 나타내주는 그림과 제시된 조건들이 보입니다. 먼저 전반적인 시스템 설명에 대해 살펴볼까요? 그림을 통해 액체인 A가 기화해서 관을 따라서 기체 B가 흐르고 있는 공간으로 흘러가는 시스템이라는 것을 알 수 있겠네요. 그리고 steady state 조건으로부터 농도, 속도 등 여러 변수들의 값이 시간에 따라 변하지 않는다는 것을 알 수 있죠. 그리고 B는 액체 .. 2016. 2. 22. 하나 : 물질전달 개념정리 (3) - 연습문제 풀이 및 실전 준비 # 연습문제 풀이 안녕하세요? 저번 포스팅에서 제가 연습문제 하나를 마지막에 올렸죠? 다 풀어보셨나요? 처음에 문제를 보면 ‘내가 개념을 공부한 게 맞나?’ 하는 생각이 들 수도 있어요. 응용은 또 다른 연습이거든요. 많은 연습을 통해 익히는거에요. 그럼 어떻게 푸는지 같이 살펴 볼게요. Q. 압력 , 온도 300K의 어떤 기체 혼합물이 부피%로 (수소) %, (산소) %, (물) %를 포함하고 있다. 각 성분의 절대속도가 각각 -10m/s, -2m/s, 12m/s일 때 수소의 몰 플럭스 과 몰 평균속도( )에 대한 몰 확산 플럭스( )를 구하시오. (이동현상 경시대회 1회 8번) 경시대회 문제라고 써져있어서 어려울 거라 지레짐작 했을 수도 있어요. 하지만 그렇게 어려운 문제는 아니니까 지금이라도 도전해.. 2016. 1. 30. 하나 : 물질전달 개념정리 (2) - 대류 # 저번 시간에 뭐 했지? 안녕하세요? 이번 주도 다행히 포스팅을 하게 되었네요:) 오늘 대류에 대해 본격적으로 공부를 시작하기 전에 잠깐 확산에 대해 정리하고 갈게요. 저번 시간에 Fick’s 1st law : 질량플럭스가 질량분율의 기울기에 비례 질량플럭스 : 계의 속도( )에 대한 상대적인 속도 라는 것을 배웠죠? 다들 기억하신다고 믿고!!(아니라면 이전 포스팅을 참고!) 넘어가겠습니다. # 대류(Convection) 대류는 크게 두 가지로 나눌 수 있는데요. 온도 차에 의해 차가운 물질이 가라앉고, 뜨거운 물질이 상승하는 자연대류(Natural Convection)와 압력 차를 주어 고압에서 저압의 방향으로 물질이 이동하는 강제대류(Forced Convection)가 있습니다. 물질전달에서는 이 .. 2016. 1. 16. 하나 : 물질전달 개념정리 (1) - 확산 # 공부 시작! 안녕하세요! 이제 본격적으로 저와 함께 물질전달 공부를 시작해볼까요? 우선 물질전달의 기본 유형 문제들을 살펴보기 전에 물질전달에 관한 개념을 살펴보려고 합니다. 공부를 할 때 가장 중요한 것은 개념인 거 아시죠? 이 부분을 쉽다고 훌쩍 넘겼다가 문제가 안 풀리면 빠가멍청이라고 자책하지말고 반드시 숙지하고 가세요! 혹시 나중에 문제가 풀리지 않으면 이 포스팅을 통해 어떤 부분의 개념이 머리 속에 없는지를 파악해보는 것도 좋습니다. # 물질전달이란? 칠판에 써놓은 것처럼 물질전달은 매우 다양한 형태로 일어나는데요. 그 중에서 우리는 일단 학부생이기 때문에 “물질의 농도차에 의한 확산과 온도나 압력 기울기에 따라 발생하는 대류에 의해서 물질이 이동하는 것이 물질전달이다.”라고 알아두시면 되겠.. 2016. 1. 9. 물질전달 10선 시작! # 반갑습니다! 안녕하세요? 정말 오랜만에 STEMentor에 다시 연재를 하게 된 화학생물공학부 10학번 김승현이라고 합니다. 열전달의 연결고리를 연재하다가 개인적인 사정으로 좀 오래 쉬었죠;; 그래도 이제 다시 새로운 주제를 가지고 연재를 시작하게 되어 정말 기쁘고 설레는 군요.:) 제 글을 읽는 분들께 반드시 도움이 될 수 있도록 최선을 다하겠습니다. # 왜 물질전달인가? 제가 이번에 연재하는 주제는 물질전달입니다. 물질전달은 유체역학, 열전달과 함께 화학공학의 주축이라고 할 수 있는 이동현상에 관해 배우는 학문인데요. 산업 현장에서는 여러 가지 화학 공정 설계와 최적화, 신기술 개발 등에 사용되고 있는 만큼 화학공학도로서 물질전달을 하나도 모르면 꽝이라고 할 수 있죠. 또한 학부 과정에서 반응공학.. 2016. 1. 3. Dimensional analysis for complex systems dimensional analysis for complex systems # INTRODUCTION 저번 시간에는 laminar flow 혹은 tubulent flow가 흐를 때, flat plate에서의 heat trasfer coefficient()를 구하는 방법에 대해 알아보았습니다. 그런데 왜 이 경우에 대해서만 풀었을까요??? 두구두구두구두구!! 그것은 바로 조금이라도 더 복잡한 경우에 대해서는 해석적으로(미분방정식으로부터) 구할 수 없기 때문입니다ㅜㅜ (어떻게 보면 시험에 안나와서 좋아요ㅎㅎ) 하지만 다른 방식으로 complex system에 대한 을 구하게 되는데요. 그것이 바로 dimensional analysis입니다! 그럼 오늘은 이 방법에 대해 한번 알아보겠습니다. (dimension.. 2015. 5. 17. Heat transfer with flow parallel to a flat plate heat transfer with flow parallel to a flat plate # INTRODUCTION 저번시간까지 2주동안 prandtl mixing length theory를 공부하면서 turbulent flow와 어느 정도 친해졌을 텐데요. 이번 시간에는 laminar flow와 turbulent flow가 둘 다 일어나는 계에서의 heat transfer에 대해서 알아보겠습니다. 너무 긴장하지 마세요! flat plate에서만 다룰 거에요^^ # 연결고리 유체가 flat plate 위를 laminar flow()로 흐를 때, 유체가 flat plate 위를 turbulent flow()로 흐를 때, 이 때 turbulent flow에서의 는 turbulent boundary layer가.. 2015. 1. 21. Prandtl mixing length theory (2) prandtl mixing length theory (2) # INTRODUCTION 저번 시간에는 Prandtl mixing length theory를 이용해서 eddy kinematic viscosity를 구해봤는데요. (기억하시나요???!!!) 이번시간에는 비슷한 방법과 한 가지 가정을 도입하여 eddy thermal diffusivity를 구해보도록 하겠습니다. # 연결고리 이번 주제는 교과서 내용과 함께 기술하겠습니다. 이번 주제는 교과서에도 물론 잘 나와 있습니다. 그리고 이전 포스팅을 보셨다면 같은 논리의 반복이기 때문에 쉽게 이해하실 수 있을거에요. 그래도 혹시나 하는 마음으로 정리를 해보려고 합니다. Turbulent heat transfer rate momentum transfer ra.. 2015. 1. 14. Prandtl mixing length theory (1) prandtl mixing length theory # INTRODUCTION 저번 시간에는 average coefficient에 대해 배우면서 뒷장에 나올 식들은 대부분 empirical 식들로 주어진다고 언급한거 기억하시나요? 이것은 바로 유체가 turbulent flow의 특성을 나타내기 때문입니다. turbulence가 있을 때는 유체의 흐름이 매우 불규칙적이기 때문에 이론적으로 완벽하게 예측하기가 매우 어렵습니다. 그래서 Bennett & Myers 3/e 23장에서는 Reynolds를 비롯한 많은 학자들이 momentum transfer와의 analogy를 이용해서 turbulent flow에서의 heat transfer를 기술하죠. 24장에서는 직접 실험을 통해서 만든 empirical 식들.. 2015. 1. 7. 이전 1 2 3 4 다음
