게시판 > 질답게시판 > hysys(unisim)관련 질문있습니다.

스테파노 Stefano

15-04-06 15:02

(1) 첫번째 질문의 경우 핵심을 간파하기가 어렵습니다. <온도와 조성 그리고 molar flow를 아는 스트림..> 이라고 도입부에 쓰여있는데 바로 그 밑줄에 <열교환이 되어 나오는 스트림의 온도와 압력이 없어 ..>라고 어려움을 언급하고 있습니다.

열교환기의 열량은 아래의 어떤 수식으로든 계산할 수 있습니다.

열교환량 = (고온유체 입구 총엔탈피)-(고온유체 출구 총엔탈피)
= (고온유체 유량)*(고온유체 입구 비엔탈피-고온유체 출구 비엔탈피) ....고온유체로부터 계산시
=(저온유체 출구 총엔탈피)-(저온유체 입구 총엔탈피)
=(저온유체 유량)*(저온유체 출구 비엔탈피-저온유체 입구 비엔탈피) ....저온유체로부터 계산시
=(냉각수 유량)*(비열)*(냉각수 출구온도-냉각수 입구온도) ..................냉각수의 경우

(2) 밸브에 Controller가 달려있을 경우 그 밸브의 기능은 Controller의 속성에 따라 Control 됩니다.
Flow Controller가 연결되어 있는 경우 Control Valve를 흐르는 유량을 직접 조절하기 위함이고
Level Controller가 연결되어 있는 경우라면 Control Valve가 달려있는 Line의 흐름을 조절하여 연결되어 있는 용기의 액면을 조절하게 됩니다. 이 Line은 Level Controller가 달려있는 용기로 유입되는 Line이거나 유출되는 Line일 수 있습니다. 전자의 경우 Valve를 열면 액면이 상승하고 후자의 경우 Valve를 열면 액면이 떨어집니다.

Valve의 전후 압력차에 의해 유량이 달라지므로 Pressure Difference는 Control Vale의 크기를 정하는데 있어서 결정적인 역할을 하게 됩니다. Controller가 동작하고 있을 경우에는 이 압력차를 조절하는 것은 아니고 유량, 혹은 액면등을 감지하여 설정치와 비교 판단한 후 명령을 내리는 Controller의 출력에 의해 Valve의 개도정도(Position)이 정해집니다.

Control Valve의 Pressure Drop을 얼마로 계산되어 있는지 알아보려면 Valve의 Sizing 결과를 찾아보면 됩니다.

(1) 첫번째 질문의 경우 핵심을 간파하기가 어렵습니다.   <온도와 조성 그리고 molar flow를 아는 스트림..> 이라고 도입부에 쓰여있는데 바로 그 밑줄에 <열교환이 되어 나오는 스트림의 온도와 압력이 없어 ..>라고 어려움을 언급하고 있습니다.

열교환기의 열량은 아래의 어떤 수식으로든 계산할 수 있습니다.

열교환량 = (고온유체 입구 총엔탈피)-(고온유체 출구 총엔탈피)  
              = (고온유체 유량)*(고온유체 입구 비엔탈피-고온유체 출구 비엔탈피) ....고온유체로부터 계산시
              =(저온유체 출구 총엔탈피)-(저온유체 입구 총엔탈피) 
              =(저온유체 유량)*(저온유체 출구 비엔탈피-저온유체 입구 비엔탈피)  ....저온유체로부터 계산시
              =(냉각수 유량)*(비열)*(냉각수 출구온도-냉각수 입구온도) ..................냉각수의 경우

(2) 밸브에 Controller가 달려있을 경우 그 밸브의 기능은 Controller의 속성에 따라  Control 됩니다. 
Flow Controller가 연결되어 있는 경우 Control Valve를 흐르는 유량을 직접 조절하기 위함이고
Level Controller가 연결되어 있는 경우라면 Control Valve가 달려있는 Line의 흐름을 조절하여 연결되어 있는 용기의 액면을 조절하게 됩니다.  이 Line은 Level Controller가 달려있는 용기로 유입되는 Line이거나 유출되는 Line일 수 있습니다.   전자의 경우 Valve를 열면 액면이 상승하고 후자의 경우 Valve를 열면 액면이 떨어집니다.

Valve의 전후 압력차에 의해 유량이 달라지므로 Pressure Difference는 Control Vale의 크기를 정하는데 있어서 결정적인 역할을 하게 됩니다.   Controller가 동작하고 있을 경우에는 이 압력차를 조절하는 것은 아니고 유량, 혹은 액면등을 감지하여 설정치와 비교 판단한 후 명령을 내리는 Controller의 출력에 의해 Valve의 개도정도(Position)이 정해집니다.

Control Valve의 Pressure Drop을 얼마로 계산되어 있는지 알아보려면 Valve의 Sizing 결과를 찾아보면 됩니다.

낭만고양이 kornight

15-04-10 11:33

1. 열교환기를 Design 하는 것인지, Rating 하는 것인지 모르겠으나, Design 하는 것이라면 각 회사의 BEDD에 열교환기에 쓰이는 C/W의 온도, 압력 조건이 있을테니 그것을 활용하시어 설계를 하면 되시고,
Rating을 하는 것이라면
Hot Side Inlet/Outlet 조건을 알고 있다면 C/W 측 Inlet이든 outlet이든 조건의 측정이 필요합니다.(나머지는 계산)
Pressure drop 은 EDR등 열교환기 시뮬레이터를 돌려서 계산해볼 순 있지만 정확하게 맞지는 않으므로
이에 대한 감안은 할 필요가 있습니다

2. 열교환기 dP와 Duty는 어떤 정보가 부족한지 알려면 어떤 정보가 입력돼있는지 알 필요가 있겠습니다.
다만, Duty는 Hot 또는 Cold Side측 입출구 조건을 안다면 시뮬레이터로 계산해볼 수 있습니다.(오차는 감안)
dP는 직접 측정하거나, 위에 언급한 EDR등을 돌리거나, 혹은 이도저도 안된다면 열교환기 Datasheet에 있는 설계기준 조건을 가지고 간단한 계산으로 유추해볼 수 있겠으나 정확성은 떨어집니다.

3. Controller 자체는 Software적인 설비이므로 dP를 갖고있지 않습니다. 실제로 Valve가 있는지 없는지 확인해보시고
Control Valve가 달려있다면 당연히 dP가 있다고 봐야 합니다. dP를 0으로 두고 rating/simulation/design 을 하게 되면 오류의 원인이 됩니다.

스테파노 Stefano

15-04-10 19:29

낭만고양이님...
원래 질문의 내용으로 봐서 다음 용어는 전혀 이해할 수 없을 것이고 열교환기와 아래의 용어들과 어떤 관련성이 있을 것인지 추정이 불가할 것으로 생각됩니다. 아래의 용어에 대해서 보충설명 바랍니다.

Rating = ??
Design= ??
BEDD = ??
EDR= ??

낭만고양이 kornight

15-04-13 09:00

지적하신 부분에 공감이 됩니다.

Rating(or Check)/Design/Simulation 등의 Mode 구분은, Simulation 할 때에 쓰이는 용어로, 비단 Aspen 社 제품에서만 사용되는 용어는 아닌 나름 분야 내에서는 보편적인 용어입니다.
rating이라 하면, 설비가 이미 있는 상황에서 해당 설비의 geometry, inlet(or outlet) condition, Cold(or Hot) Side Condition 등의 정보를 활용하여 '남은(알고자 하는' 정보를 예측하는 simaultor 활용 입니다.
예를 들자면, Tower Tray의 geometry와 fluid 정보, Tower 운전 조건등을 조합해서 계산하면 flooding factor를 유추할 수 있는데, 이러한 작업을 rating이라고 칭합니다.
design mode에서는 아무런(혹은 발주자의 required 값만 있는 상태로) geometry 정보 없이, 그저 원하는 inlet/outlet 정보만을 가지고 해당 performance를 낼 수 있는 열교환기를 설계하는 과정 입니다. 때문에 design mode의 결과는 한 가지가 아닐 수 있습니다.
simulation은 rating과 design이 약간 혼재돼있는 형태인데, 결과적으로 정보가 혼재돼있는 상황에서 모자란 정보를 유추할 수 있지만 저도 simulation mode는 거의 쓸일이 없어서 잘 알지는 못합니다. 이 부분은 프로그램의 help file등을 살펴보시면 자세하게 설명이 있을 것입니다.

BEDD는 업계 전체에서 쓰이는 용어인지는 확신이 서지 않지만 지금껏 contact 해봤던 대부분의 업체에서는 공통적으로 쓰이는 용어로써, Basic Engeneering Design Data 의 약자 입니다. 공정을 설계할 때에 가장 기초가 되는, 해당 Site의 기본적인 환경에 대해서 background를 정해주는 data들 입니다. 기후는 어떻게 되는지, Cooling Water의 온도와 압력은 어떻게 되는지, Steam Grade는 어떻게 나누는지 등에 대해 해당 Site에 맞는 정보들이 기술돼 있고, 본문의 Case에서는 BEDD에 Cooling Water의 Supply 온도/압력, return(required) 온도/압력등에 대한 정보가 기술돼 있을 것입니다.

EDR은, 작성자 께서 Aspen 제품을 사용하시는 것 같아 말씀드린 것으로써, Aspen Exchanger Design & Rating 이라는 열교환기 시뮬레이터의 약자 입니다. Aspen 제품을 Package 형태로 사용하신 다면 Token이 허용한다면 사용 가능하실 것입니다.

EDR 외에도 HTRI와 같은 유명한 열교환기 시뮬레이터가 있습니다.

지적하신 부분에 공감이 됩니다.

Rating(or Check)/Design/Simulation 등의 Mode 구분은, Simulation 할 때에 쓰이는 용어로, 비단 Aspen 社 제품에서만 사용되는 용어는 아닌 나름 분야 내에서는 보편적인 용어입니다.
rating이라 하면, 설비가 이미 있는 상황에서 해당 설비의 geometry, inlet(or outlet) condition, Cold(or Hot) Side Condition 등의 정보를 활용하여 '남은(알고자 하는' 정보를 예측하는 simaultor 활용 입니다.
예를 들자면, Tower Tray의 geometry와 fluid 정보, Tower 운전 조건등을 조합해서 계산하면 flooding factor를 유추할 수 있는데, 이러한 작업을 rating이라고 칭합니다.
design mode에서는 아무런(혹은 발주자의 required 값만 있는 상태로) geometry 정보 없이, 그저 원하는 inlet/outlet 정보만을 가지고 해당 performance를 낼 수 있는 열교환기를 설계하는 과정 입니다. 때문에 design mode의 결과는 한 가지가 아닐 수 있습니다.
simulation은 rating과 design이 약간 혼재돼있는 형태인데, 결과적으로 정보가 혼재돼있는 상황에서 모자란 정보를 유추할 수 있지만 저도 simulation mode는 거의 쓸일이 없어서 잘 알지는 못합니다. 이 부분은 프로그램의 help file등을 살펴보시면 자세하게 설명이 있을 것입니다.

BEDD는 업계 전체에서 쓰이는 용어인지는 확신이 서지 않지만 지금껏 contact 해봤던 대부분의 업체에서는 공통적으로 쓰이는 용어로써, Basic Engeneering Design Data 의 약자 입니다. 공정을 설계할 때에 가장 기초가 되는, 해당 Site의 기본적인 환경에 대해서 background를 정해주는 data들 입니다. 기후는 어떻게 되는지, Cooling Water의 온도와 압력은 어떻게 되는지, Steam Grade는 어떻게 나누는지 등에 대해 해당 Site에 맞는 정보들이 기술돼 있고, 본문의 Case에서는 BEDD에 Cooling Water의 Supply 온도/압력, return(required) 온도/압력등에 대한 정보가 기술돼 있을 것입니다.

EDR은, 작성자 께서 Aspen 제품을 사용하시는 것 같아 말씀드린 것으로써, Aspen Exchanger Design & Rating 이라는 열교환기 시뮬레이터의 약자 입니다. Aspen 제품을 Package 형태로 사용하신 다면 Token이 허용한다면 사용 가능하실 것입니다.

EDR 외에도 HTRI와 같은 유명한 열교환기 시뮬레이터가 있습니다.

스테파노 Stefano

15-04-16 19:02

(1) 바로 이 답글 이전에 필자(스테파노)가 질문했덨 이유는..
질의 응답이나 게시판에서 글을 쓸 경우 서로 이해할 수 있는 용어를 사용하도록 하자는 의미에서 질문했었던 것입니다. 남이 알아듣지 못하는 용어를 사용하여 설명하는 경우 마치 알아듣지 못하는 외국어를 듣고 있는 것과 동일한 상황이 벌어집니다.

(2) 약어를 사용할 경우에도 처음 나오는 단어는 일단 풀어쓰고나서 다음에 약어를 사용하는 습관을 가지도록 하세요.
(이 주문은 이곳 싸이트가 탄생될 때부터 약 15년동안 요구해왔던 사항입니다. )

(3) 특히 특정회사에서만 사용하는 상품명칭들을 사용하는 경우 그 회사사 제품을 사용하지 않는 사람들로서는 도저히 알아차릴 수 없기 때문에 굳이 그 용어를 사용하고자 한다면 반드시 그 제품의 공급사를 밝혀주면서 사용하는 것이 좋을 것입니다.

(4) "설계"를 의미하는 용어들...
앞선 Simulation, Design, Rating의 설계관련 용어설명이 오히려 더욱 혼동스럽게 되어버렸는데 화학공학분야에서 사용하는 이들의 용어를 필자가 다시 간략하게 핵심을 간추리면 다음과 같습니다.

Simulation(모사): 화학반응원리, 열역학적 원리, (물질, 열)전달현상, 및 운전조건의 변화 등에 의해 (화학)물질이 어떤 변화를 거치는가를 컴퓨터로 계산해서 결과을 알아보는 일로 기기장치단위 혹은 공정전체단위로 계산하는 일.
사용예: Process Simulation, Column Simulation, Heat Exchanger Simulation, Steady State Simulation, Dynamic Simulation, Vapor-Liquid Equilibrium(VLE) Simulation, Physical Property Simulation, ..

Design(설계): 공정장치단위 혹은 공정시스템단위의 공정을 설계하는 일을 포괄적(총괄적)으로 나타내는 용어로 System Configurating, Simulation, Sizing, Rating(아래 용어설명 참조), Specification, Type Selection, Lay-out 등의 내용을 모두 혹은 부분적으로 포함하는 업무.
*사용예: Vessel Design, Heat Exchanger Design, Column Design, Pump Design, Turbine Design, Ejector Design, Process Design, Piping Design, Control System Design, Electrical Design, Structure Design, Civil Design, Plot Plan Design,...

Sizing(용량, 크기 결정): 기기장치, 배관, 전기 Calble, 구조물의 부재, 회전기기, Valve 등의 용량이나 칫수를 정하는 일로 Design업무중 가장 좁은 의미의 설계.
*사용예: Vessel Sizing, Tank Sizing, Column(탑) Sizing, Pipe Sizing, Nozzle Sizing, Column(기둥) & Beam(보) Sizing, Cable Sizing, Rotor Sizing, Relief Valve Sizing,

Rating(적응등급 결정): 제품 혹은 기기장치의 기대수명 기간동안 정상운전 시 요구 성능이 연속적으로 나타날 수 있도록 용량, 크기, 두께, (열, 물질)전달면적, (온도, 압력에 대한)내구성, (부식, 마모, 진동 등에 대한) 내구성, 제작(제조)품질규격(Code) 등에 맞추어 설계하는 일 (Sizing 보다 상대적으로 복잡한 계산을 요하는 설계업무)
*사용예: Vessel Rating, Column Rating, Heat Exchanger Rating, Cable Rating, Pump/Blower/Compressor Rating,..

(1) 바로 이 답글 이전에 필자(스테파노)가 질문했덨 이유는..
질의 응답이나 게시판에서 글을 쓸 경우 서로 이해할 수 있는 용어를 사용하도록 하자는 의미에서 질문했었던 것입니다.   남이 알아듣지 못하는 용어를 사용하여 설명하는 경우 마치 알아듣지 못하는 외국어를 듣고 있는 것과 동일한 상황이 벌어집니다.

(2) 약어를 사용할 경우에도 처음 나오는 단어는 일단 풀어쓰고나서 다음에 약어를 사용하는 습관을 가지도록 하세요.
(이 주문은 이곳 싸이트가 탄생될 때부터 약 15년동안 요구해왔던 사항입니다. )

(3) 특히 특정회사에서만 사용하는 상품명칭들을 사용하는 경우 그 회사사 제품을 사용하지 않는 사람들로서는 도저히 알아차릴 수 없기 때문에 굳이 그 용어를 사용하고자 한다면 반드시 그 제품의 공급사를 밝혀주면서 사용하는 것이 좋을 것입니다.

(4) "설계"를 의미하는 용어들...
앞선 Simulation, Design, Rating의 설계관련 용어설명이 오히려 더욱 혼동스럽게 되어버렸는데 화학공학분야에서 사용하는 이들의 용어를 필자가 다시 간략하게 핵심을 간추리면 다음과 같습니다.

Simulation(모사): 화학반응원리, 열역학적 원리, (물질, 열)전달현상, 및 운전조건의 변화 등에 의해 (화학)물질이 어떤 변화를 거치는가를 컴퓨터로 계산해서 결과을 알아보는 일로 기기장치단위 혹은 공정전체단위로 계산하는 일.
사용예: Process Simulation, Column Simulation, Heat Exchanger Simulation, Steady State Simulation, Dynamic Simulation, Vapor-Liquid Equilibrium(VLE) Simulation, Physical Property Simulation, ..

Design(설계): 공정장치단위 혹은 공정시스템단위의 공정을 설계하는 일을 포괄적(총괄적)으로 나타내는 용어로 System Configurating, Simulation, Sizing, Rating(아래 용어설명 참조), Specification, Type Selection, Lay-out 등의 내용을 모두 혹은 부분적으로 포함하는 업무.
*사용예: Vessel Design, Heat Exchanger Design, Column Design, Pump Design, Turbine Design, Ejector Design, Process Design, Piping Design, Control System Design, Electrical Design, Structure Design, Civil Design, Plot Plan Design,...

Sizing(용량, 크기 결정): 기기장치, 배관, 전기 Calble, 구조물의 부재, 회전기기, Valve 등의 용량이나 칫수를 정하는 일로 Design업무중 가장 좁은 의미의 설계. 
*사용예:  Vessel Sizing, Tank Sizing, Column(탑) Sizing, Pipe Sizing, Nozzle Sizing, Column(기둥) & Beam(보) Sizing, Cable Sizing, Rotor Sizing, Relief Valve Sizing,   
 
Rating(적응등급 결정): 제품 혹은 기기장치의 기대수명 기간동안 정상운전 시 요구 성능이 연속적으로 나타날 수 있도록 용량, 크기, 두께, (열, 물질)전달면적, (온도, 압력에 대한)내구성, (부식, 마모, 진동 등에 대한) 내구성, 제작(제조)품질규격(Code) 등에 맞추어 설계하는 일 (Sizing 보다 상대적으로 복잡한 계산을 요하는 설계업무)
*사용예: Vessel Rating, Column Rating, Heat Exchanger Rating, Cable Rating, Pump/Blower/Compressor Rating,..