게시판 > 질답게시판 > 물질수지표 작성법 알려주세요

kipa kipa

39-04-03 00:00

kipa님의 글입니다.
감사 합니다. 다시 첨부 하였읍니다.

>> 수조(대기압,23도)물을 원심펌프로 순환시 온도가 상승한다고 하여, 열교환기를 설치할려고 합니다. 수온 상승이 얼마나 돼는지,예측이 안되서
>> 도움 을 요청 합니다.
>> 일본 수력기계공학 편람 자료를 첨부 합니다.

Stefano Stefano

39-08-02 00:00

(1) 물성수지 작성법이 따로 있는 것이 아니고
현금 출납부를 정리하듯이
기기장치별로 Input(수입)과 Output(지출)를 성분별로 나타내면 됩니다. 화학반응을 포함하고 있는 경우 변화된 내용을 포함시켜서 기기장치별로 전체의 질량은 들어오는 것과 나가는 것이 같아야 합니다. 운전조건도 함께 나타내고 물성도 추가함으로써 상세설계시에 참고할 수 있도록 합니다.
물질수지는 몰단위 혹은 질량단위로 나타낼 수 있는데 중요한 것은 유입질량이 유출질량과 같아야 됩니다.

(2) 일반적으로 물질수지에 포함시키는 내용은 다음과 같습니다. 이들을 Stream 별로 나타내면 가로로 Stream Nos, 세로로 아래의 항목을 포함하는 Matrix가 얻어집니다.
-Stream No.
-Stream Name (Service)
-Temperature, Pressure
-Phase of Material
-Vapor, or Solid Fraction
-(Total) Enthalpy
-Total Flow Rate(molar or mass basis)
-Component Flow Rate (molar or mass basis)
-Component-wise and Average Molecular Mass
-Physical Properties (Density, Viscosity, Specific Heat, etc.)
-Others notable for system design or operation

(3)Spread Sheets를 이용해서 작성하면 됩니다.

Stefano Stefano

39-08-02 00:00

첨부 파일에 있는 수식은 다음과 같이 유도된 것입니다.

(전체동력, P): Pump가 가한 동력(Power),
P = M * g * H/η .....(1);

여기서 참고로..P의 단위는 (P[=]W, M=질량유량[=] kg/s, H=높이 [=] m, g=9.8 m/s2, η=펌프효율)를 사용하면 W(=J/s)의 공률단위가 됩니다. 단위시간당 펌프가 쏟아붓는 일이지요.

(유효동력,Pe): Pump가 한 일 중에서 유체가 실제로 가져간 동력, Pe= M*g*H ......(2) e ="effective"

(무효동력,Pv): 펌프가 작업한 전체동력중 유체가 얻지 못한 동력,
Pv = (전체동력-유효동력) = P-Pe = (M g H/η)-(M g H)
= M g H (1/η - 1) ...(3) v="void"

무효동력은 펌핑되는 유체의 (1) 유체마찰에 의해 온도를 높이기도 하고 (2)베아링을 가열하기도 하고 (3)가열된 유체의 온도손실도 포함됩니다. 여기서는 뒤의 2개는 무시합니다.

펌핑되는 유체가 가열되는 열량은
Q = (질량유량)*(비열)*(상승온도) = M * Cp * (△t)...(4)
이 식은 kcal/s 형태의 열량 단위이므로 이를 kW 단위로 환산하려면 (1 kcal/s= 4186.8 J/s)의 관계를 이용하면 됩니다.

펌프의 무효동력(3)은 모두 온도올리는 (4)에 사용되었다고 가정했으므로

Q * 4186.8 = Pv

(M Cp △t)*4186.8 = M g H (1/η - 1) ......(5)

이 식으로부터 △t를 구하면

△t = g H (1/η - 1)/(4186.8*Cp) = g H (1-η)/(η 4186.8 Cp)
= (1-η)H/(427.22 η Cp).................(6)

이식은 첨부파일의 식(2.22)와 같습니다.

Stefano Stefano

39-08-02 00:00

얼마나 돼는지,예측이 안되서
==>얼마나 되는지 예측이 안돼서

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15-07-27 16:35

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