Overall Heat Transfer Coefficient U kcal/h/m2/℃
Steam의 온도 T ℃는 일정하다고 가정하고,
물의 초기 온도 t1, 시간θ후의 물의온도 t ℃, 최종온도 t2=120℃
물의 전체 양 M kg, 용기의 무게와 비열은 무시.
(만일 용기의 가열부하도 포함시키려면 용기무게를 물로 환산해서 M에 더해줌, 즉 (용기 무게) * (용기의 비열) = (환산한 물의 양)*(물의 비열) 로부터 계산해서 M에다 )환산한 물의 양)을 더해줌.)
물의 비열 Cp, kcal/kg/℃
열전달면적 A m^2
라고 했을 때 물질수지/열전달식은
물의 승온속도=열전달 속도가 되므로
M Cp dt = U*A(T-t) dθ.............(1)
이 수식을 t = t1~t2, θ = 0~θ 까지 적분하면
∫dθ, 0~θ까지 적분 = (M*Cp/(UA))∫dt/(T-t), t=t1~t2까지 적분
= - M Cp/(U A) ln((T-t2)/(T-t1))
= M Cp/(U A) ln (T-t1)/(T-t2) ......(2)
위의 (2)식으로부터 구하면 됩니다.
U값은 조용히 담긴상태인지 교반해주고 있는지에 따라 달라질 것이므로 용기내 물의 상태에 관한 정보를 이용해서 주위의 Chemical Engineer에게 문의해 보세요. 아무런 정보가 없고 조용히 담긴 물이라고 하면 U = 300 kcal/h/m2로 두고, M, Cp, T, A 등의 데이터를 넣어서 (2)식으로 계산한 결과를 올려 보세요. 아무런 데이터 없이 알 수 있는 방법은 없습니다.
