게시판 > 질답게시판 > 개방계에서의 기체 온도 상승에 따른 압력 변화?

스테파노 Stefano

22-01-25 20:26

(1) -40도 10 bar (절대) 혹은 계기압)에서 기화, 가열기를 통해 흘러가고 있는 경우 온도가 상승되고 있다고 해도 압력이 상승되지 않습니다. 장치내 압력손실이 없다면 같은 압력을 유지하면서 흘러갑니다. 압력강하없이 계속 흘러가고 있다면 압력은 변함이 없다는 이야기입니다. 후단 축압기(압축기)가 빨아들이고 있다고 해도 일정하게 흐름이 형성된 상태라면 정상상태에서 위치별 압력변화는 없습니다.

(2) 만일 기화기 앞, 뒤에 밸브가 있고 액 혹은 가스를 기화기에 채우고 전후단 밸브를 잠근상태에서 가열하게 된다면 그 기화기 내부는 P = n*R*T/V 의 계산식으로 압력이 정해집니다.

n은 투입되어 있는 가스 몰수(상수), R=이상기체상수, V는 용기내 부피, 이들이 모두 상수라고 해도 온도 T에의해 (절대)압력이 정해집니다.

(3) 도관이나 기기를 통과하는 모든 유체는 압력강하가 있어야 흐름이 형성됩니다. (1)에서 압력강하없이 흘러간다는 가정은 가정일 뿐 압력강하가 없으면 흐름은 존재하지 않습니다. 따라서 질문내용중에 <..약 45도의 온도 상승이 있었으므로 토출될 때, 압력 상승이 일어난다..>는 가설은 성립하지 않습니다.

장해 onni22

22-01-26 23:56

손으로 풀기에는 어려운 문제라 간단히 계산을 해보았습니다.
그림으로 보시는 것이 이해가 가장 빠를 텐데, 제가 이해한 (위 설명)의 시스템을 구성해 보았습니다.
이 곳에는 그림과 글 작성이 어려워 따로 블로그 주소를 남깁니다.

- 배관길이는 5m정도로 각 구간별 동일하고 2inch배관에 질소 기체로 가정했습니다.
기체에 따라서 배관 크기, 길이에 따라서 값은 달라지지만 알고자 하시는 특성에 대해서는 판단이 가능하다고 봅니다.
- 결론만 간단히 적자면 질문에서 가정이 조금 더 구체적이어야 하거나, 제가 이해를 제대로 하지 못해 (제가 경험이 없는 분야다 보니 시스템 구성을 잘 모르겠습니다) 가정이 계산이 틀렸을 수 있으나 상충되는 조건이 있습니다.
논쟁의 결론을 찾으려면 조금 더 상세한 설명을 해주시면 더 계산해 보도록 하겠습니다.

https://thekkom.tistory.com/36

- 계산에서 Iteration이 필요한 계산의 경우 저도 경험이 적을 때에는 머리속에서만 맴돌던 적이 많았습니다. 답답한데 누가 계산해 줄 수도 없고 그렇게 시간만 한참이 흘렀습니다. 저와 비슷한 답답함을 보는 듯해서 사용하는 툴이 있어 간단히 설명을 덧붙여 보았습니다. 이해하시는데 도움이 되었으면 합니다.

Stefano

22-01-28 00:23

유체를 흐르지 않는 용기에 담아두고 가열하게 되면 증발이 되어 기상에 존재하는 가스의 양이 늘어나기도 하고 온도상승에 의해 기체운동이 활발해 짐으로 인하여 압력이 상승하지만...

흐르는 도관에서 가열함으로써 압력이 상승하는 것은 절대적으로 불가능합니다. 불가능한 일이라는 것은 아무리 시간이 흘러도 이루어 질 수 없습니다. 경험유무와도 관계없습니다. 링크에 올려져 있는 내용에서도 <흐르는 관에서 온도를 올리면 압력이 올라갈 것이라는 설명>은 성립할 수 없는 내용입니다.

신이 있다고 믿는 사람과 없다고 믿는 사람이 다투면 평생을 다투어도 결론나지 않습니다.