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

   
  등엔탈피 과정과 등엔트로피 과정 차이점 질문드립니다.
  글쓴이 : thermo   고유ID : thermo9798     날짜 : 18-05-28 14:41     조회 : 1544    
안녕하세요. 저는 사장님 회사에서 인턴했던 사람입니다. (실명언급하기가 부끄럽네요 ㅎㅎ)
이렇게 직장인이되어서 여기에 다시 질문글을 올리니까 감회가 새롭네요.
잘 지내고 계신가요? 일교차가 큰데 감기 조심하시길 바랍니다.

공부를 하다 quencher는 등엔트로피 과정, 냉동기의 오리피스(교축)는 등엔탈피 과정임을 알게됐습니다.
등엔트로피는 단열과정에서 외부에 일을하면서 냉동효과를
등엔탈피는 달열과정에서 외부에 일 없이, 가는 관을 지날때 압력강하로 인한 냉동효과를 가져오지 않습니까.
이 과정에서 몇가지 의문점이 생갸서 질문드립니다.

Q1) quencher라는 설비에서 등엔트로피 과정을 생각할때,
quencher설비 벽에 막혀 외부에 일을 해줄 수 없는 것 아닌지요.
계 이외의 외부의 유체를 밀어내거나 하는 '외부로의 일 전달'이 어떻게 가능한지 알고싶습니다.

Q2) 냉동기 내 오리피스 교축과정에서는 등엔탈피 과정이 일어나
가는 관을 지나면서 외부에는 일을 하지않고, 압력강하(유체 팽창)에 따른 온도저하를 가져오는데
그렇다면 등엔트로피 과정과 마찬가지로
가는 관을 지나서 팽창할때 W=-PdV이기 때문에, 외부에 일을했다고 봐야하는거 아닌가요?
이 과정은 왜 외부에 일을 하지않았다고 하는 건지 이해가 잘 되지 않습니다.

Q3) 오리피스가 차압식 유량계로도 쓰이는데,
냉동기 내의 오리피스는 온도저하를 가져올 수 있는 이유가 개수가 많아서, 혹은 크기가 커서인가요?
아니면 냉동기 내 온도저하는 주로 응축기가 하고, 오리피스는 아주 부수적인 온도저하를 가져오는 것뿐인가요?

제가 등엔탈피, 등엔트로피에 대한 개념이 확실하지 않아 아직 많이 헷갈리나봅니다.
공부를 했는데도 혼자해결하기엔 어려움이 있어 질문드립니다.
답변해주시면 감사하겠습니다.^^

스테파노 Stefano   18-05-31 10:44
(0) 찾아주셔서 감사합니다.  기억력이 쇠퇴해서 그런지 누구신지 전혀 감이 잡히지..

A1) 등엔트로피 과정이라는 것은 기계적 마찰, 열전달(손실) 등이 동반되지 않는 과정에 해당합니다.   

Quencher라는 것이 급냉하는 장치라는 것을 의미하는데 만일 열교환이 동반되는 장치라고 하다면.. 그 Quencher에서 에너지가 교환되는 방식은 벽으로 막혀있는 Barrier를 통한 열전달(열교환) 형식입니다. 

고체벽을 통한 열전달은 온도차가 있는 상태에서 열전도에 의해 전달되고 유체(액체 혹은 기체)가 접해져 있는 벽이라면 대류방식의 열전달이 일어납니다.  외벽이 전달매체가 접해져 있지 않은 진공상태라고 하더라도 복사방식의 열전달이 일어나지요.

실용적으로는 열전달이 일어나지 않도록 절연체를 무한 두께로 보온/보냉 했다고 한다면 열전달이 거의 나타나지 않는다고 가정할 수도 있습니다. 

A2) 감압하기 전의 챔버나 감압후 챔버를 모두 하나의 시스템안에 둔다면 외부와는 전연 관련이 없지요.  (기계적으로 일을 한것도 아니고, 외부에서 기계적 에너지를 받은 것도 아니라서) 

만일 압력을 떨어뜨리면서 팽창터빈 등을 돌렸다고 한다면 외부에 일을 한 것이 되고 낮은 압력을 압축기를 사용하여 압력을 높여주었다면 일을 해 받은 것이 되는데 시스템 전체로 보면 아무런 이득이나 손실이 없습니다.

주머니 돈이나 쌈지돈이나 모두 내돈인 셈이지요.

A3) 오리피스가 차압식 유량계로 쓰이는 이유는 차압과 유량과 일정한 관련성이 있기 때문입니다.  정해진 조건 (온도, 압력, 단면적 등)이 일정한 경우  유량은 차압의 (1/2)승에 비례하고 비례상수는 Co라는 다음 수식에 기인합니다.

Q = Co * (오리피스 통과 차압)^0.5 ...(1)  단, Co 속에는 단면적 인자도 함께 들어있다고 보면 됩니다.

Orifice를 사용하여 Flashing 시키는 이유는 Orifice 전과 후의 압력을 달리 유지할 수 있기 때문입니다.  그냥 Pipe로 연결되어있다면 그런(Orific 전후와 같은) 차압을 만들어 낼 수가 없지요.  Orfice는 단면적을 조절할 수 없지만 Valve는 단면적을 달리할 수 있으므로 유량을 조절할 수 있겠지요.  (어떤 Valve의 용량은 밸브가 완전히 열려있을 때에 해당하는 Orifice 용량에 해당합니다.  Control Valve 크기 선정시 사용하는 방법입니다.)   

등엔탈피과정은 열손실이 없이 일어나는 과정이고, 등엔트로피과정은 마찰손실이 없이 일어나는 과정이라고 간단히 구별해두고 보면 이해가 쉽습니다.
코멘트입력
   

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