고체의 건조기구 및 건조장치의 설계 기초자료로서 이용하기 위해 건조특성곡선을
측정하고 항률건조기간에서의 경막전열계수(대류전열계수) 및 경막물질이동계수
(표면증발계수)를 구하고자 한다.
2. 실험이론
(1) 건조: 고체물질에 함유되어 있는 수분을 가열에 의해 기화시켜 제거하는 조작.
․ 고체물질이 갖는 수분은
① 고체 표면 위를 적시고 있는 수분
② 고체 표면구조의 상태에 따라 내부에까지 들어가 있는 수분
③ 화학적인 힘으로 고체물질 분자와 결합하고 있는 수분
(2) 건조이론
1) 재료의 함수율(moisture content)
재료가 함유한 수분을 나타내는 방법으로는 습한 재료의 중량을 기준으로 한 수분(%)과
완전 건조 재료의 중량을 기준으로 나타낸 함수율이 있는데 공학계산에서는 기준이 변하지 않는 건량기준이 편리하다. 즉, 습한 재료의 중량을 (㎏), 건조 재료의 중량을 라고 하면
각 물질은 일정한 온도와 습도의 공기 중에 오래 놓아두면 일정량의 수분을 얻어 평형에
달한다. 평형상태에서 고체가 갖는 수분을 평형함수율이라고 한다. 그리고 고체가 가진
전체 함수율과 평형함수율의 차를 자율함수율이라고 하는데 일정한 온도와 습도의 공기
를 사용하여 건조하는 경우 제거되는 함수율이다.
2) 건조속도
건조속도는 정형재료인 경우 단위시간에 단위표면적으로부터 증발되는 수분량
[kg-/㎡ h]으로 표시되며, 부정형 재료에 대해서는 1kg의 건조재료당 한 시간에
증발하는 수분량[kg-/kg-건조고체 h]으로 나타낸다.
무수재료의 질량을 W[kg], 재료의 건조면적을 A[㎡], 함수율을 w[kg-/kg-건조된 고체], 시간을 θ[h]라 하면, 건조속도식은 (15-3)식에서 건조시간에 대한 고체 시료의 무게 변화로부터 계산된다.
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4. 실험방법
① 시료 용기의 무게를 칭량한다 ().
② 시료 용기와 건조된 재료의 무게를 함께 측량한 후() 약간의 물을 부어 적 신 후 무게를 측정한다 ().
③ 시료의 초기 함수율을 계산하다.
④ 전원 스위치를 넣어 가열기와 송풍기를 가동시켜 열풍의 온도와 속도를 일정 하게 유지시킨다(건조기 내의 온도가 일정하게 되었을 때 시료를 넣고 실험 을 시작한다).
⑤ 시간 변화에 따른 시료의 무게와 온도를 측정하여 함수율을 계산한다.
⑥ 시료의 무게가 일정하게 될 때까지 건조를 행한다.
⑦ 열풍온도와 열풍속도를 변화시켜 1에서 5를 반복 실험한다.
2013.05.10
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