네~ 답변 감사합니다.
스테파노님께서 올려주신 답변을 보면 API STANDARD 2000의 테이블(Table)을 참고 하라고 하셔서요.
그래서 필요하다고 생각했던 거예요.^^;;
사실 저는 반도체장비회사에 다니고 있습니다. 그런데 반도체 가스통(Gas cylinder)에서 액화되어있던 Gas가 기화되어 출구를 통해 진행할때 최대기화량을 분당 또는 시간당으로 계산하고 싶은것입니다.
Cylinder에서 밸브를 열었을때 순간 액의 표면에서 증발또는 기화되는 Gas의 양이 궁금한거예요.
증발속도나 기화속도를 알려면 기본적으로 영향을 주는 요인을 살펴보면, 증발되는 부분의 단면적, 온도, Gas상수, 등등이 들어있는 공식을 구하고 싶었던 것이었어요.
하지만 그러한 공식은 나와있지 않고 어디에도 없었습니다.
그래서 혹시나 하는 마음에 API STANDARD 2000에 있을까 하고 생각한거예요~
그런 부분이 없다고 하신다면 모 할 수 없지요..^^
여튼 고맙습니다.
수고하십시오. ^^
(0) 원하시는 자료는 API2000에서는 찾아 볼 수 없습니다. 언급한 "Table"은 대형기름탱크와 같은 용기에 대해 적용하기 때문에 Bottle의 경우와는 전혀 맞지 않습니다.
(1) 액화가스 Cylinder에서 밸브를 열었을 때 배출되는 가스는 용기가 보관되고 있는 온도에서 액체가 나타내는 증기압이 용기에 가득 차 있다가 배출되는 것입니다.
이 때 순간적으로 배출되는 양은 기상에 있던 증기가 먼저 배출되는 것입니다.
이 기상의 증기가 배출되면서 압력이 떨어지고 나면 배출압력이 크게 늘지 않고 서서히 배출되며 압력이 떨어지면서 액상으로 있던 액화가스가 추가로 증발됩니다.
이 때 대체로 외부에서 가열되는 속도보다 증발하는 속도가 크기 때문에 액의 온도는 떨어집니다.
액의 온도가 떨어지면 증기압이 떨어지기 때문에 배출되는 압력도 낮아집니다.
이어서 액의 온도가 실온보다 떨어지면 대기로부터의 열이 Cylinder에 전달되기 시작하는데 온도차가 클수록 열전달이 잘 됩니다.
그리하여 대기로부터 용기로 전열되는 속도와 증발하는 속도가 같아지게 되는데 액이 증발되면서 액과 용기가 접하는 면적이 줄어들면 유효전열면적이 줄어들어 액의 온도가 같게 유지된다고 해도 증발속도가 줄어듭니다.
이와같이 용기로부터 배출되는 조건은 용기에 달려있는 밸브가 열리는 순간부터 온도, 압력, 내부용적, 배출유량이 줄곧 달라집니다. 또한 밸브의 열림 정도에 따라서도 배출 유량이 달라집니다.
(2) 용기 벽면을 통하여 열전달이 일어나는 경우
액상에서 접하고 있는 용기벽 부분의 열전달 계수가 기상에서보다 훨씬 크기 때문에 액상이 접하는 면적을 주전열 면적으로 계산해도 크게 틀리지 않습니다. (물론 화재와 같이 높은 온도에 접하고 있는 탱크의 기상부분 에서도 열전달이 일아난다고 봐야 한다는 이야기가 API에서 나오고 논의중에 있는데 실온 부근에서는 기상에서의 열전달은 무시해도 됩니다.)
대기-->용기벽면-->액상 으로의 전열은 (용기외부의) Natural Convection (용기벽면의) 열전도, 그리고 (용기내 액체에서의)Natural Convection에 의한 열전달 계수와 대기~액상의 온도차이에 의해 열전달이 일어납니다. 용기 외벽에서 공기가 잠잠히 있을 경우는 Natural Convection이지만 바람이 불어대는 경우는 Forced Convedtion 상태에서의 열전달이 되는데 전열계수의 차가 매우 큽니다. 실내에 보관하는 경우에는 Natural Convection으로 간주합니다.
용기의 온도가 대기와 같으면 열전달현상이 일어나지 않습니다.
내부 액상의 온도가 대기 온도보다 떨어진 상태에서 외부에서 용기내부로 열일 전달 되는데 이 때의 열전달 계수는
이미 이곳 게시판에서도 여러번 설명한 바 있습니다.
1/U = 1/ho + t/k + 1/hi 와 같은 형태의 열전달계수 계산 식인데 이에 대해서는 많은 열전달 서적에서 모두 다루고 있습니다. ho와 hi는 용기 외부(공기측)에서의 대류에 의해 전달되는 경막계수(Film Coefficient)와 용기 내부에서의 대류현상에 의해 전달되는 경막계수를 말합니다. (용기내 외부의 페인트, 때, 녹 등이 묻어 있는 경우가 많기 때문에 여기에다 이들의 경막계수도 감안합니다. )
그리고 t는 용기두께, k는 용기재료의 열전도도 입니다.
(3) Process Heat Transfer(D. Q. Kern, ), Heat Transmission(W.H. McAdams)등의 교재에서 찾아볼 수 있으나 우선
이곳 게시판에서 먼저 찾아보시기 바랍니다 .
사용 키워드는 "Heat transfer" "Surface" "열손실" "Heat Loss from Surface" "Heat Loss to Air" "Heat Loss from Various Surfaces" "Heat Loss from (Vertical or Horizontal) Pipe"등입니다.
