게시판 > 질답게시판 > LIQUID N2의 VAPORIZING

Stefano

09-11-19 21:09

(1) Liquid N2 저장용량은 다음 식으로 계산하면 될 것이고:
Net Storage Tank Volume = Liquid Volume Flow Rate * Holding Time .............(1a)
Gross Storage Volume = Net Storage Volume / (Charging Factor).....................(1b)

(2) Vaporizer의 용량이 1000 Nm3/h 이라면 이를 질소의 질량으로 환산하면
(질소 질량유량, kg/h) = 1000 Nm3/h * (28 kg/22.4 Nm3)...............................(2)

(3) Vaporizer의 Heat Duty를 계산하려면
(질소 Vaporizer Heat Duty) = (질량유량, kg/h) * (질소의 증발잠열, kcal/kg)........(3)

(4) Vaporizer의 전열면적을 구하려면 다음 수식으로
(Vaporizer Heat Transfer Area, m2)= (Heat Duty, kcal/h)/(온도차, ℃)/(총괄전열계수, kcal/h/m2/℃)....(4)

(5) 총괄전열계수는 사용하는 Vaporizer의 형식에 따라서 결정해야 합니다.
스팀을 사용해서 증발시킬수도 있고 대기의 온도를 이용해서 증발시킬 수도 있고..
(1/총괄전열계수) = ∑ (1/개별열전달계수).................(5a)

위의 (5)식은 "전체열전달저항"은 "개별열전달저항"의 총합과 같다는 식으로 전기회로에서 직열로 연결된 저항의 전체저항을 구하는 수식과 같습니다. 즉 R = R1 + R2 + ...
열전달의 경우 유체 양측의 열전달저항, 금속의 열전달저항, 유체 양측의 오염물질 열전달저항을 모두고려하면 됩니다.
이 부분은 열전달관련 서적을 찾아보면 알 수 있습니다.

1/U = 1/h1 + 1/h2 + x/k + 1/hdi + 1/ hdo ..............(5b)

h1, h2 등은 Convection에 의한 (안팍의) 개별 열전달계수이고, x는 금속의 두께, k는 금속의 전도도입니다.

(2) Vaporizer의 용량이 1000 Nm3/h 이라면 이를 질소의 질량으로 환산하면
(질소 질량유량, kg/h) = 1000 Nm3/h * (28 kg/22.4 Nm3)...............................(2)

(3) Vaporizer의 Heat Duty를 계산하려면
(질소 Vaporizer Heat Duty) = (질량유량, kg/h) * (질소의 증발잠열, kcal/kg)........(3)

(4) Vaporizer의 전열면적을 구하려면 다음 수식으로 
(Vaporizer Heat Transfer Area, m2)= (Heat Duty, kcal/h)/(온도차, ℃)/(총괄전열계수, kcal/h/m2/℃)....(4)

(5) 총괄전열계수는 사용하는 Vaporizer의 형식에 따라서 결정해야 합니다.   
스팀을 사용해서 증발시킬수도 있고 대기의 온도를 이용해서 증발시킬 수도 있고..  
(1/총괄전열계수) = ∑ (1/개별열전달계수).................(5a)

위의 (5)식은 "전체열전달저항"은  "개별열전달저항"의 총합과 같다는 식으로  전기회로에서 직열로 연결된 저항의 전체저항을 구하는 수식과 같습니다.   즉  R = R1 + R2 + ...
열전달의 경우 유체 양측의 열전달저항, 금속의 열전달저항, 유체 양측의 오염물질 열전달저항을 모두고려하면 됩니다. 
이 부분은 열전달관련 서적을 찾아보면 알 수 있습니다.

1/U = 1/h1 + 1/h2 + x/k + 1/hdi  + 1/ hdo ..............(5b)

h1, h2 등은 Convection에 의한 (안팍의) 개별 열전달계수이고, x는 금속의 두께, k는 금속의 전도도입니다.

상마니 o5401oh

09-11-20 08:49

답변 감사합니다~~~~

상마니 o5401oh

09-11-20 16:03

Vaporizer의 Heat Duty에서 VAPORIZER의 질량유량과 N2의 증발잠열을 곱하였는데 전단의 LIQUID N2 STORAGE VESSEL

에서 나오는 질량 유량과 N2의 증발잠열을 곱해야 하지 않나요~?? 그리고 1000NM3/HR와 증발잠열을 곱한값을 비교해

야 정확한 BALANCE를 알 수 있지 않을까요`?

답변 기다리겠습니다.

Stefano

09-11-20 17:33

(1) Heat Duty 수정
앞선 답글에서 (3)식으로 계산한 Heat Duty는 잠열(Latent Heat)만 계산된 것이라서 틀렸습니다. 액체질소를 기체온도까지 가열하는 현열(Sensible Heat)이 포함되어야 합니다. 따라서 (3)식은 다음과 같이 수정되어야 합니다.

Vaporizer Heat Duty = (질량유량, kg/h) * {(질소의 증발잠열, kcal/kg) + 질소비열*(Gas N2 온도-Liq. N2 온도)}....(3)'

(2) 질소유량
Storage Vessel에서 배출되는 유량과 같은 유량이 Vaporizer에 흘러들어가 N2 Gas로 기화되어 배출되기 때문에 같은 값이 됩니다. Vaporizer내에 액상이 들어있어도 정상상태(Steady State)에서는 액량의 변화가 없습니다. 즉 Vessel에서 나오는 양은 손실없이 Vaporizer에 들어가 모두 질소로 흘러나오게 되지요.

(3) 증발잠열
증발잠열은 대부분 질량단위 혹은 몰단위로 나타내기 때문에
질량기준 증발열 계산 시 kcal/kg 단위 증발잠열에다 질량유량 kg/h을 곱해주거나
kcal/kg-mole 단위 증발잠열에다 몰유량 kg-mole/h 을 곱해주어야 kcal/h의 Heat Duty가 계산되지요.

오상민

09-11-20 18:09

네~~좋은 답변 감사드립니다~