게시판 > 질답게시판 > 수소가스 온도변화에 따른 압력변화

Stefano

23-04-04 01:35

(0) 시스템 구성을 이해하기 위해서는 보다 자세한 설명이 필요합니다.

(1) 정제기에 공급하는 수소조절밸브의 후단 압력이 30 psi(g)가 되도록 조절했다고 하면 후단의 압력이 떨어지면 자동적으로 공급량이 늘어 압력이 조절되는 것 아닐까요?

(2) 만일 회분식 반응기라면 장치에서 누설이 된다거나 소모되는 경우 수소의 양이 줄어들어 압력이 떨어지기도 하고 온도가 내려가서 압력이 떨어지는 일이 일어나고 있는 것이 아닌지?

(3) 정해진 용기내에 존재하는 수소의 온도-압력-부피의 관계식은 압력이 아주 높지안고 온도가 아주 낮지만 않으면 이상기체의 방정식 PV=nRT의 수식을 이용하여 온도-압력을 추정할 수 있습니다. 언급한 Van der Waals 수식은 압력이 나주 높거나 온도가 아주 낮아서 실제 분자의 부피가 무시될 수 없는 경우에 적용하는 수식입니다. 30 psi, 25℃ 정도의 조건에서는 굳이 이 수식을 적용할 필요가 없습니다.

압력이 낮아지는 이유와 온도가 낮아지는 이유를 먼저 설명해 주세요.

박종혁

23-04-04 10:39

답변 감사드립니다

저희가 운용하는 정제기는 상온에서 운용되며 상온 25℃기준 수소가 100psi로 1/4"배관을 타고 들어와서 regulator(관 12mm)에 의해 30psi로 감소되어 정제기 내에서 정제되어 나가는 방식입니다.

정제기의 room온도가 상온 25℃ 근처일때는 regulator에서 나가는 압력이 30psi 근방으로 이상이 없으나 정제기의 room온도가 감소함에 따라 (현재 19℃) regulator 후단에서 압력이 25psi 이하로 감소하여 기준 스펙인 30psi 근방을 벗어나 문제가 발생한 상황입니다.

수소 압력조절 regulator는 기준온도 25℃에서 100psi > 30psi가 되도록 설정된 상황입니다.

Stefano

23-04-04 19:23

(1) 수소정제 방법이 어떤 방식인지 설명되어 있지 않지만 압력조절기 전단 공급압력 Po이고, 압력조절기 후단 30 psig의 압력 P1 으로부터 1)공급관 2) 정제장치 3)배출관에서 걸리는 압력손실이 있기 때문에 정제장치를 거쳐 나가는 압력P2는 30 psig를 절대로 유지할 수가 없습니다.

1), 2), 3)을거치면서 각각 ΔP1, ΔP2, ΔP3의 손실이 일어난다고 하면 P2의 압력은
P2=P1-(ΔP1+ ΔP2+ΔP3) ...........(1) 가 될 것이므로
P2 =30 psig...............................(2) 가 원하는 규격의 압력이라고 한다면 (1)식으로부터
P1= P2 + (ΔP1+ ΔP2+ΔP3) .......(3) 으로부터 결정할 수 있을 것이고, 현재 운전상태를 점검해 보니
(ΔP1+ ΔP2+ΔP3) = 5 psi ..........(4) 라고 하면 (2), (4)의 조건을 (3)에 대입하면 P1을 구할 수 있잖아요.

(2) 만일 온도도 규격에 명시되어 있다고 하면 가열기나 냉각기를 주어 온도를 맞추어 주면 될 것이고....

hanjun

23-09-13 18:03

대략 6bar 공급을 2바 가량으로 레귤레이터를 통해 조절하는 것이라면, 일반적으로 레귤이터가 온도 변화가 있더라도 조절해주어야 할 것 같은데, 레귤레이터의 선정이 잘못 된 것이 아닐까요? 실제 사용 범위를 벗어난 레귤이터를 사용하는 것이 아닐지 싶네요.