게시판 > 질답게시판 > iso-pentane (45%) 의 회수 System 관련 문의... (응축 열량 계산)

낭만고양이 kornight

20-07-27 19:45

iso-Pentane의 현열/잠열은 인터넷에 찾아보시면 많이들 나와있습니다.

13.7kg/hr의 Iso-Pentane을 응축시키는데 필요한 열량을 계산하는 방법을 문의하셨는데,
질문 자체는 이해되오나, 이 질문의 답변을 가지고 어떠한 일을 하려고 하시는지는 이해가 되질 않네요...
죄송하지만, 잠열 계산이 안되시는 상태에서 설마 열교환기 설계를 하려고 하시는건 아닐 것 같고,
혹시 10도씨 물의 출구 온도를 알고 싶으신 것일까요?

일단,
Iso-Pentane(이하 iC5)이라고 하셨으나, Iso-Pentane의 몇 가지 이성질체마다 잠열/현열이 미세하게 다릅니다. 때문에 정확한 계산은 해당 Components를 특정해서 Data를 구하셔야 성립 가능하겠습니다. ...만. 크게 다른 부분은 아니기는 합니다.

1. iC5는 Super Heated Vapor 상태로 Heat Exchanger로 들어오게 되고, Saturated Vapor가 되도록 온도가 줄어들게 됩니다. (현열)
2. Saturated Vapor 상태의 iC5는 계속해서 Saturated Liquid로 변하게 됩니다. (잠열)
3. 이후 계속해서 Saturated Liquid -> Subcooled Liquid로 변하면서(현열) 열교환기를 나가게 되나, 보통의 경우 이 부분은 무시하셔도 좋습니다.

현열은 자료를 찾아보시면 [열량/몰] 단위로 보통 표기합니다. 잠열은 [열량/몰/단위온도] 로 표기합니다.
즉, 저 수치들에서 [/몰] 부분이나 [/몰/단위온도] 부분을 수학적으로 없애주시면 [열량]만 남으면서 위 1, 2 번의 내용을 계산하실 수 있습니다. 그런 고로, 13.7kg이 몇 몰인지 계산해보시면 [/올] 부분을 수학적으로 없애주실 수 있으며, 열교환기 입구온도와, 주어진 압력에서의 Saturated Temperature(보통은 열교환기 출구온도)를 알면 [/단위온도] 도 없애주실 수 있으므로.

최종적으로 현열과 잠열을 구하실 수 있습니다.

이렇게 얻어진 열량을 이번에는 반대로,
물의 비열과 몰수(유량에 대해 한 번 풀어야겠습니다만)에 대해 역산을 해주시면 출구온도를 계산 가능합니다.
(이때 물은 상변화가 없이, 현열만 계산한다고 가정)

물론, 위 계산은 일부분 단순화한 내용들로, 압력에 의한 열역학 특성들의 변화까지 고려하면 내용은 더욱 복잡해지기는 하나 우선적으로는 위 정도의 계산으로 상당한 근사치는 얻을 수 있을 것입니다.

iso-Pentane의 현열/잠열은 인터넷에 찾아보시면 많이들 나와있습니다.

일단,
Iso-Pentane(이하 iC5)이라고 하셨으나, Iso-Pentane의 몇 가지 이성질체마다 잠열/현열이 미세하게 다릅니다. 때문에 정확한 계산은 해당 Components를 특정해서 Data를 구하셔야 성립 가능하겠습니다. ...만. 크게 다른 부분은 아니기는 합니다.

1. iC5는 Super Heated Vapor 상태로 Heat Exchanger로 들어오게 되고, Saturated Vapor가 되도록 온도가 줄어들게 됩니다. (현열)
2. Saturated Vapor 상태의 iC5는 계속해서 Saturated Liquid로 변하게 됩니다. (잠열)
3. 이후 계속해서 Saturated Liquid -> Subcooled Liquid로 변하면서(현열) 열교환기를 나가게 되나, 보통의 경우 이 부분은 무시하셔도 좋습니다.

현열은 자료를 찾아보시면 [열량/몰] 단위로 보통 표기합니다. 잠열은 [열량/몰/단위온도] 로 표기합니다.
즉, 저 수치들에서 [/몰] 부분이나 [/몰/단위온도] 부분을 수학적으로 없애주시면 [열량]만 남으면서 위 1, 2 번의 내용을 계산하실 수 있습니다. 그런 고로, 13.7kg이 몇 몰인지 계산해보시면 [/올] 부분을 수학적으로 없애주실 수 있으며, 열교환기 입구온도와, 주어진 압력에서의 Saturated Temperature(보통은 열교환기 출구온도)를 알면 [/단위온도] 도 없애주실 수 있으므로.

최종적으로 현열과 잠열을 구하실 수 있습니다.

이렇게 얻어진 열량을 이번에는 반대로,
물의 비열과 몰수(유량에 대해 한 번 풀어야겠습니다만)에 대해 역산을 해주시면 출구온도를 계산 가능합니다.
(이때 물은 상변화가 없이, 현열만 계산한다고 가정)

물론, 위 계산은 일부분 단순화한 내용들로, 압력에 의한 열역학 특성들의 변화까지 고려하면 내용은 더욱 복잡해지기는 하나 우선적으로는 위 정도의 계산으로 상당한 근사치는 얻을 수 있을 것입니다.

스테파노 Stefano

20-07-28 02:43

iso-Pentane(IP)증기의 현열 및 액상의 현열은 무시하면 Isopentane의 증발(응축)잠열 (λ kcal/kg)만으로 냉각 부하를 알수 있습니다. 현열을 포함시키지 않아도 잠열이 아주 크기 때문에 잠열만으로 개략 계산할 수 있습니다.
그러나 냉수의 공급유량을 모르면 출구온도를 계산할 수 있습니다.

Qv = 13.7 * λ (대략)...............................(1) Qv:총증발(응축)잠열 kcal/h, λ=IP 1kg당 증발(응축)잠열, kcal/kg
Qc = m * Cp * (t2-10) ....................(2) Qc: 냉수가 빼앗아 가는 총열량, kcal/h; m: 냉수 유량, kg/h, Cp: 냉수 비열 kcal/kg/℃

(1)과 (2)식의 값은 서로 같을 것이므로 냉수 출구온도 t2를 다음 식으로 계산할 수 있습니다

t2 = Qv/m/Cp +10 ..................................(3)

화공스터디… crative86

20-07-28 14:58

13.7kg/hr의 Iso-Pentane을 응축시키는데 필요한 열량을 계산하는 방법을 문의하셨는데,
질문 자체는 이해되오나, 이 질문의 답변을 가지고 어떠한 일을 하려고 하시는지는 이해가 되질 않네요...
죄송하지만, 잠열 계산이 안되시는 상태에서 설마 열교환기 설계를 하려고 하시는건 아닐 것 같고,
혹시 10도씨 물의 출구 온도를 알고 싶으신 것일까요?

답변 감사 드립니다. 해당 건으로 설계를 하려는 것은 아니고, 당 공정서 사용중인 냉동기의 Capa가 250RT 인데,
펜탄을 회수하는데 사용되는 열량이 어느정도 되는지를 계산하여 냉동기의 몇%를 사용중인지 현 상태를 파악하기 위햇
질문 드렸었습니다. 답변해주신 내용을 바탕으로 추가적으로 계산하여 보겠습니다. 늘 친절한 답변 감사 드립니다.^^!!