NG gas polytropic 팽창시 온도 관련하여 질문 을 드립니다.

 

case는 두가지를 생각하고 해석 해보고자 합니다.

 

1. 배관에서 생기는 압력손실로 인한 온도 하강 및 감압변 (PRV 혹은 Control Valve)를 통과하면서 생기는 압력손실로

   인한 온도   하강

 

2. Steam or Electric tracing으로 인한 온도상승으로 부터 압력 상승

 

우선 ASPEN Plus, ALLProp (화학공학연구정보센터) 프로 그램을 이용하여

등엔탈피로 계산하면 40bar, 19 deg C -> 20bar 로 떨어질때 온도는 10 ~ 12 deg C의 결과를 얻을수 있었습니다.

 

하지만 CNGA method로 Z (Compressibility) 계산하고 specific heat rate 는 약 1.32 적용

 

PV=ZnRT 에서, 등엔탈피 과정 P1V1^(N) = P2V2^(N) 이라고 놓고

T2 = T1 * (P2/P1)^(1-1/1.3)이되는데 여기서 궁금한게

T1에 Celcius Temp 를 넣으면 0.5 * 19 deg C = 9.5 deg C 해서 위 계산프로그램들과 거의 비슷한결과가 나옵니다.

허나 Kelvin으로 계산하면 0.5 * 272.15 K = 146.075 K = -127.08 deg C 로 값차이가 너무 많이 납니다.

 

또한 역으로 온도 압력이 떨어진 상태에서 heat tracing으로 가스관 온도를 특정온도  까지 올렸을때

열팽창에 의한 압력 변화를 생각하면 (온도는 10 deg C -> 20 deg C)

P2 = P1 * (T2/T1)^(1.3/(1.3-1)) 

Celcius의 경우 P1 * 0.5^4.33 = 20bar * 20.16 = 403.2 bar 라는 말이 안되는 결과가 나오고

Kelvin의 경우 P1 * 1.035^4.33 = 20bar * 1.16 = 23.2 bar 로 적당한 압력이 나옵니다.

 

결과 적으로 온도 계산시는 celcius의 비로 계산하고 압력계산시는 kelvin온도의 비로 계산해야

맞는거 같은 값이 나오는데, 정확한 이유를 모르겠고, 어떠한 값이 정확한건지 모르겠습니다.

 

아니면 이외에 Polytropic expansion을 계산할 수 있는 다른 정확한 방법이 있는건지 궁급합니다.

 

아시는분들 답변을 달아주시면 감사하겠습니다.