4. CSTR, Plug Flow, Dispersive Flow Reactor 모형의 원리에 대하여 설명하라.

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1 4. CSTR, Plug Flow, Dispersive Flow Reactor 모형의 원리에 대하여 설명하라.
학과 | 환경공학과 학번 | 학년 | 3학년 성명 | 김마리아

2 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.

3 CSTR CSTR의 물질수지식은 다음과 같다. 호수 내 질량 변화 = 유입질량 - 유출질량 ± 호수 내 질량 반응
수학적으로 표현하면 다음과 같다.

4 CSTR : 유입류의 화합물 농도 : 호수와 유출류의 화합물 농도 : 유입유량 : 유출유량 : 호수의 체적 : 반응률 : 시간

5 CSTR 만약 가 일정하고 dV/dt = 0, r= -KC 이라면 물질 이동식은 다음과 같다.

6 CSTR 다음 그림은 유입 및 유출을 가진 완전 혼합 호수 부하에 따른 반응에 대한 그림이다.

7 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.

8 PFR : 증가체적 : 단면적 : 하천의 유한 증가 두께 : 시간간격 : 1차 감소율
: 1차 감소율 그리고 경계조건의 정상상태 해는 다음과 같다.

9 PFR 다음 그림은 유동 시스템의 체계도이다. PFR 모형에 포함된 주 가정은 물의 대부분은 종방향 혼합이 없이 하류로 흐르고, 측면과 수직방향에서는 순간적인 혼합이 일어난다는 것이다.

10 Dispersive Flow Reactor
이송 분산 시스템으로 분산이 있는 플러그 유동이라고 할 수 있다. 이것의 물질수지식은 다음과 같다. 축적 = 이송유입 + 분산유입 - 이송유출 - 분산유출 ± 반응

11 Dispersive Flow Reactor
k = 일차반응계수

12 Dispersive Flow Reactor
위의 식을 간단히 정리하면, 로 나누면,

13 Dispersive Flow Reactor
다음 그림은 이송 확산 시스템의 체계도 이다.