게시판 > 질답게시판 > 1m3안의 공기를 1도씨 올리는 에너지 열량

스테파노 Stefano

13-09-02 13:04

(1)<문제 : 1m3안의 공기를 1도씨 올리는 에너지 열량>
이 문제는 성립하지 않습니다. 1m3은 용기의 부피이지 공기의 양은 아닙니다. 공기의 양이라고 한다면 1 Nm3으로 이야기 한다든지 온도, 압력을 정확히 정해주고 부피1 m3임을 알려주어야 합니다.

공기의 양이 기준질량 혹은 기준 부피이고 이를 1도 올리는데 필요한 열은 비열을 묻는 것입니다. 여기에 승온온도와 공기의 양을 곱하면 필요한 열량이 계산됩니다.

(2) 열량계산 <열량 = 질량(부피*밀도) * 비열 * 온도변화> 는 맞습니다.
그러나 풀이1, 2는 단위가 맞지않아서 모두 틀렸습니다.

1 Nm3이 공기의 양이고, 비열이 0.31 kcal/Nm3℃, 그리고 온도가차 1℃이라고하면 굳이 질량으로 고칠필요가 없습니다.
열량, kcal = (공기량 1 Nm3)*(비열 0.31 kcal/Nm3℃)*(온도차 1℃) = 0.31 kcal ................(1)

공기의 양이 1 kg일 경우에는 공기의 비열은 질량기준의 비열, 즉 0.24 kcal/kg-℃ 를 사용해야 합니다.
열량, kcal = (공기량 1 kg)*(비열 0.24 kcal/kg℃)*(온도차 1℃) = 0.24 kcal ................(2)

위의 (1), (2)와 풀이1,2의 단위를 맞추어 보세요.

차칸남자 171835

13-09-03 09:45

자꾸 귀찮게 질문드려 죄송합니다..먼저 엄청 감사드리구요

로내사용온도 : 1300도 / LNG량 : 100m3/hr / 로내 LNG팽창량(7800m3/hr) / 배출량(21600m3/hr)
사용비율 : LNG(1) : 공기(11)

공기를 30도에서 80도로 올리는데 얻어지는 열량?

저번에 이질문 했을때 이렇게 알려주시지 않으셨나요?

(1)Q80 ={유량(1100Nm3/h)*(1.286kg/Nm3)}*(비열0.24kcal/kg-℃)*(온도차80℃)=60319 kcal/h

(2)열량, kcal = (공기량 1 Nm3)*(비열 0.31 kcal/Nm3℃)*(온도차 1℃) = 0.31 kca

(1)과 (2)의 차이는 공기의 부피가 (1100Nm3/h)이냐 (1 Nm3/h)과, 온도1℃냐 80℃냐의 차이인데...

그럼(1)도 (2)처럼 이렇게 계산하여야 하나요?
유량(1100Nm3/h)*(비열 0.31 kcal/Nm3℃)*(온도차80℃)=27280 kcal/h

스테파노 Stefano

13-09-03 19:04

모든 계산은 무엇을 계산하는지 적어두고 계산하는 것이 혼돈을 피하는 방법입니다.

1) 공기 부피유량 1100 Nm3/h(=공기 질량유량 1414.6 kg/h)을 0~80도까지 상승하는데 필요한 열량
=(공기 부피유량 1100 Nm3/h) * (공기 부피기준 비열 0.31 kcal/Nm3℃) * (온도차 (80-0)℃) = 27,280 kcal/h
=(공기 질량유량 1100 Nm3/h*1.286 kg/Nm3) * (공기 질량기준 비열 0.24106 kcal/kg℃)* (온도차 (80-0)℃ = 27,280 kcal/h

2) 공기부피유량 1100 Nm3/h(=공기 질량유량1414.6 kg/h)을 30~80도로 상승하는데 필요한 열량
=(공기 부피유량 1100 Nm3/h) * (공기 부피기준 비열 0.31 kcal/Nm3℃) * (온도차 (80-30)℃) = 17,050 kcal/h
=(공기 질량유량 1100 Nm3/h*1.286 kg/Nm3) * (공기 질량기준 비열 0.24106 kcal/kg℃)* (온도차 (80-30)℃ = 17,050 kcal/h

위에서 계산한 내용을 살펴보면 열량계산시 부피기준 비열인지 질량기준 비열인지 구분만 잘하고 유량을 제대로 곱해주면 계산된 열량은 동일합니다. 전자는 부피유량을 곱해주어야 하지만 후자는 질량유량을 곱해주어야 하지요.

HOHO

15-11-11 13:04

스테파노님 그런데
1. Q=m x cp x dT 인데

열교환기(Shell & tube의 경우는)
2. Q=U x A x dT(LM) (U : overall heat transfer coefficient A : 면적 dT(LM) : logarithmic mean temperature difference)

그럼 위의 Q는 결국 동일해야 하는데

계산을 하다보면 서로 딱 일치하지 않는데 그 이유가 무엇인지요?

그리고 1의 경우는 대수평균값을 쓰지 않았는데 2의 경우 대수평균값을 쓰는 이유가 무엇인지요?

많은 가르침 감사합니다.