자동로그인
컨텐츠 | contents
일반게시판
Q&A게시판
공학 S/W
스터디 | study
단위환산
농도계산
일반화학
화공일반
화공실무

   
  R134a 냉매 물성 및 몰리에르 선도.
  글쓴이 : 눈커   고유ID : rush3036     날짜 : 18-02-06 17:49     조회 : 555    
안녕하십니까,
냉동시스템에서 사용하는 과열도, 과냉도 측정을 위해 압력게이지를 통해 포화온도를 확인하였을 경우,
측정된 게이지의 압력이나 온도를 보고 현재 냉매의 상태가 액체인지 기체인지 어떻게 구분할 수 있는지 궁금하여 문의드립니다.
예를들어, R134a 의 Boiling Point 가 -26도(대기압기준) 이니 -26도 이상(대기압시)이면 기체상태일것이라 판단하면 되는것인지 아니면 다른 방법이 있는지 답변부탁드리겠습니다.

스테파노 Stefano   18-02-07 11:29
(1) 증기압 도표에서..

R-134증기압 도표에서 어느 온도에서 증기압과 같은 시스템압력이라면 액이 끓기 시작하는 점이고 이점에서는 <포화액상>입니다.  그 점에서는 열을 더 가하면 비엔탈피의 크기가 늘어나면서 액상은 줄어들고 점점 기상이 늘어납니다.  온도와 압력이 일정한 상태에서 액이 모두 증발되고 나면 <포화증기>로 됩니다.  포화증기가 더욱 가열되거나 압력이 낮아지면 <과열증기>가 됩니다.   

증기압곡선의 점 이하의 압력에서는 모두 기상이고 증기압 곡선의 점 이상의 압력에서는 모두 액상으로 존재합니다.  증기압 곡선의 끝점은 임계점이 되는데  임계점이상에서는 액상의 존재하지 않고 모두 기상만 존재합니다.  따라서 임계온도에서는 증발잠열이 0 그 이상의 온도에서는 액상자체가 존재하지 않으므로 증발잠열이라는 거 자체를 거론할 수 없습니다. 

증기압 도표: http://forums.pelicanparts.com/porsche-911-technical-forum/622453-loss-refrigerant-theory.html

증기압 도표의 선위에 있을 때는 기-액의 혼합물이 되는데 기-액의 비율이 각각 얼마인지 알 수 없습니다.  이럴때는  Mollier Diagram (P-H-T Diagram)을 보고 엔탈피에 따라서 기-액의 비율을 알 수 있습니다.

(2) Mollier Diagram (P-H-T Diagram)을 기준으로..

시스템내의 압력에서 액상의 R-134a가 끓기 시작하는 온도가 비점(Boiling Point)이고 막 끓기 시작할때 R-134a가 함유하고 있는 액상의 엔탈피는 포화액의 비엔탈피이며  이때는 순수한 액상을 나타냅니다.

(구간1) 시스템 압력하에서의 비점보다 낮은 온도가 되면 <과냉생태의 액상 (Subcooled Liquid)>이고
(경계선1) 비점에 도달하여 액이 끓기 시작하는 경계선에서는 <포화 액체(Saturated Liquid)>이고
(구간2) 비점에 도달한 다음 열을 가해서 비엔탈피를 점점늘여가면 기-액혼합물 중 온도변화없이 기상의 비율만 늘어나는데 이 구간에서는 <기-액의 혼합물 상태 (Vapor-Liquid Mixture)>로 존재합니다 
(경계선2) <구간 2>에서 기상의 비율이 점점 늘어나 100%의 기상이 되는 점에서는 <포화증기(Saturated Vapor)>상태가 됩니다.
(구간3) 비점의 끝부분 100% Vapor점에서의 온도가 약간높아 경계선2점에서의 비엔탈피값보다 비엔탈피 값이 크다면 <과열증기(Superheated Vapor)> 상태로 존재합니다.
(임계점) 온도가 올라가게 되면 <구간2>의 포화액과 포화증기 간의 엔탈피차가 점점줄어들어 두 점이 만나는 점이 있는데 이점이 바로 <임계점(Critial Point)>이 됩니다.  이점에서의 온도가 임계온도(Critical Temperature)이고 이점에서 나타내는 평형압력이 임계압력(Critical Pressure)이 됩니다.  이점에서는 액상과 기상이 같은 엔탈피를 가지기 때문에  증발잠열이 없어지는 온도가 되는데 따라서 임계점에서는 증발잠열이 없습니다.
(구간4) 임계점보다 높은 온도에서의 유체는 <증기(Vapor)>라고 부르지 않고 <기체(Gas)>라고 부릅니다.  증기는 그 온도에서 압력을 가하여 응축시킬 수 있으나 기체는 그온도에서 아무리 압력을 가해도 응축되지 않습니다.  기체와 증기의 커다란 차이입니다.

(구간5) 임계점보다 온도가 높고 임계압력보다 높은 경우 <초임계 유체(Critical Fluid)>가 됩니다.    초임계 유체는 액상도 기상도 아닙니다.  물렁물렁한 액체 성질을 가지고 있고 밀도는 액상보다 높아질 수 있습니다.  엔탈피도 아주 큰 값을 가지고 있습니다.

(2) R-134a의 P-H Diagram을 이곳에서 찾아보고 각각 어느 점 또는 어느 구간을 언급하고 있는지 확인해 보세요.

https://www.ohio.edu/mechanical/thermo/property_tables/R134a/ph_r134a.html
눈커 rush3036   18-02-07 12:55
답변을 보니 이해가 잘 가네요~ 감사드립니다.
스테파노 Stefano   18-02-07 17:29
이해를 하셨다고 하므로 이제 퀴즈를 맞쳐보세요.

(질문A) 140 kPa 에서 R134a가 -20도에서 증발되는 것을 알았습니다.  그렇다면 그 140 kPa, -20℃의 R134a는 액체일까요? 증기일까요?  답: _________________

(질문B) 윗 문제에서 그유체의 비엔탈피가  150 kJ/kg임을 알았습니다.  그렇다면  이 유체의 액상과 기상은 각각 얼마가 될까요?
답:  액상 _____________w%,  기상 _____________%
코멘트입력
   

Copyright 1999.07.10-Now ChemEng.co.kr & 3D System Engineering. (mail : ykjang@naver.com, call 010-4456-8090)