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  화학공학에서 Flash의 정확한 정의를 알고 싶습니다.
  글쓴이 : 솔빛   고유ID : dydwls2325     날짜 : 16-12-06 00:42     조회 : 2969    
너무 초보적인 질문인 것 같아 조금 부끄럽습니다.
용기내서 질문해봅니다.
요즘 열역학을 공부하고 있는데 플래쉬(Flash)라는 단어가 나와서 조금 생소하게 느껴졌습니다.
"온도 몇 도 에서 몇 압력부터 몇 압력까지 플래쉬된다." 라는 문장이 있습니다.
그리고 완전플래쉬인지 부분플래쉬인지에 대해서도 나오던데.. 추상적인 개념인건가요?

스테파노 Stefano   16-12-06 15:18
화학공학에서 <Flashing>의 뜻은 <액체의 압력이 떨어질 때 기화되는 현상>을 말합니다. 

1) 대기압력상태에서 용기내에 물을 담고 온도에서 물을 가열하면 어느 온도에 도달하면 끓게 되는데 이를 비등점(혹은 비점, Boiling Point)라고 합니다.   

2) 가열도중 용기내의 압력을 낮추게 되면  그 낮은 압력에서도 액이 끓게 됩니다.  반대로 압력을 높이면 대기압 비점보다도 높은 온도에서 끓게 됩니다.    순수 물질의 경우 온도에 따라  비등점이 정해져 있는데 이를 바꿔말하면 온도에 따라 증기압이 정해진다고 하고 그 물질은 항상 해당 증기압이 시스템 압력과 같아질때 끓게 됩니다.   

이를 화공용어를 사용하여 표현하면..액은 일정온도에서 증기압(Vapor Pressure)을 가진다고 하고,  일정 압력(Pressure)에서 액이 비등점(Boiling Point)을 가진다고 말합니다. 

3) 압력이 증기압보다 높은 경우 액은 끓지 않지만 이 액의 압력을 낮추어 주면 액은 증발하게됩니다.  이 현상이 바로 "Flashing"현상인데 공정장치를 이용하여 액의 압력을 낮추려면 <고압탱크>의 하부로부터 관을 통해서 액을 빼내서 <감압밸브>를 이용하여 <저압탱크>로 보내주면  압력이 감압밸브를 통과하면서 압력이 떨어져 액의 일부가 "Flashing"됩니다. 

이때 액의 일부만 증발하는 이유는 액의 일부가 증발하면서 자신의 온도가 크게 떨어지기 때문입니다.  액이 증발하면 증발잠열을 가지고 달아납니다.  Flashing 공정에서 액의 온도가 아주 높을 경우라면 완전 Flashing이 되기도 하지만 증발잠열이 매우크기 때문에 대부분의 경우 일부분만 증발합니다. 즉  Partial Flashing 현상이 주로 일어납니다.

4) Flashing 된 후의 Flashing 정도는 후단 저압탱크 즉 <Flash Drum>의 압력에 의해 정해집니다.  압력뿐 만 아니라 그 압력에서의 온도도 정해지지요.  순성분 물질이라고 해도 압력에 따라 Flashing 정도가 정해집니다.  Flashing을 언급할 때 주로 압력 얼마까지 떨어뜨린다거나,  기상으로 되는  (질량 혹은 몰수)비율 만큼 Flashing 시킨다고 말합니다.   

5) 다성분 계에서 Flashing 된 후의 성분은  Flashing 후의 압력에서 각 성분의 기-액 평형에 의해 정해집니다.  온도 또한 그 평형압력에서의 온도가 됩니다.  기-액이 평형을 이루고 있다고 하니 기상의 온도와 액상의 온도는 같습니다. 

이때 (증발되지 않고 남는)액상의 성분과 (Flashing에 의해 생성된) 기상의 성분은....<액상에서 각성분에서의 증기압의 합이 전체압력이 되도록 온도가 정해집니다. 

6)이 과정에서 Flashing전 고온에서의 액전체의 에너지(엔탈피)가 Flashing 후 기상과 액상의 전체 엔탈피의 합과 같아지는 열수지가 유지됩니다.
     
솔빛 dydwls2325   16-12-07 10:14
자세한 답변 정말 감사드립니다!

아직도 조금 헷갈리는게 있는데.. Boiling과 Vaporization은 어떤 차이가 있는건가요?
둘 다 액체->기체로의 상변화가 있는 것이 아닌지...?
스테파노 Stefano   16-12-07 10:46
Boiling은 주로 비점에서 "팔팔" 끓는다, 혹은 "끓인다"는 뉴앙스를 가지고 있고 Vaporization은 비점이 아니더라도 "증기로 된다"  또는 "기화" 된다는 의미를 포함하고 있습니다.    빨래가 마르는 것은 Vaporization 현상이라고 말하지 Boiling 현상이라고는 하지 않습니다.   

이 말 외에도 유사한 의미로 쓰이는 용어에는
Evaporation(액을 증발시킨다, Vapor로 만든다),
Gasification(주로 화학적 반응 등을 통해서 "가스로 전환"),
Sublimation(고체로부터 액상을 거치지 않고 바로 기상으로 된다. 승화) 등이 있습니다.
     
솔빛 dydwls2325   16-12-07 10:57
아..! 확실하게 이해했습니다. 감사합니다!
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