4. CSTR, Plug Flow, Dispersive Flow Reactor 모형의 원리에 대하여 설명하라. 학과 | 환경공학과 학번 | 20061438 학년 | 3학년 성명 | 김마리아
CSTR CSTR이란 완전혼합시스템을 말한다. 유입농도는 일정하며 호수의 유입, 유출, 유량 역시 일정하다. 따라서 호수의 체적 V역시 일정하다. 호수 내에서 일어나는 농도 C의 변화율은 1차반응에 의해 지배되는 특징을 가지고 있다.
CSTR CSTR의 물질수지식은 다음과 같다. 호수 내 질량 변화 = 유입질량 - 유출질량 ± 호수 내 질량 반응 수학적으로 표현하면 다음과 같다.
CSTR : 유입류의 화합물 농도 : 호수와 유출류의 화합물 농도 : 유입유량 : 유출유량 : 호수의 체적 : 반응률 : 시간
CSTR 만약 가 일정하고 dV/dt = 0, r= -KC 이라면 물질 이동식은 다음과 같다.
CSTR 다음 그림은 유입 및 유출을 가진 완전 혼합 호수 부하에 따른 반응에 대한 그림이다.
PFR PFR에 포함된 가정은 물의 대부분은 종방향 혼합이 없이 하류로 흐르고, 측면과 수직방향에서는 순간적인 혼합이 일어난다는 것이다. 이것은 일차원 모형이다. 물질수지는 증가체적 V를 중심으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.
PFR : 증가체적 : 단면적 : 하천의 유한 증가 두께 : 시간간격 : 1차 감소율 : 1차 감소율 그리고 경계조건의 정상상태 해는 다음과 같다.
PFR 다음 그림은 유동 시스템의 체계도이다. PFR 모형에 포함된 주 가정은 물의 대부분은 종방향 혼합이 없이 하류로 흐르고, 측면과 수직방향에서는 순간적인 혼합이 일어난다는 것이다.
Dispersive Flow Reactor 이송 분산 시스템으로 분산이 있는 플러그 유동이라고 할 수 있다. 이것의 물질수지식은 다음과 같다. 축적 = 이송유입 + 분산유입 - 이송유출 - 분산유출 ± 반응
Dispersive Flow Reactor k = 일차반응계수
Dispersive Flow Reactor 위의 식을 간단히 정리하면, 로 나누면,
Dispersive Flow Reactor 다음 그림은 이송 확산 시스템의 체계도 이다.