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  물 증발량 계산 방법
  글쓴이 : Haha0913   고유ID : bongbong0000     날짜 : 19-06-13 01:17     조회 : 370    
안녕하세요.

상업 조건하에 물 1톤 기준으로 40도와 50도, 즉 온도별 물의 증발량 차이 계산 방법이 궁금합니다.

단순 온도에 따른 밀도로 40도일때 0.992kg/l, 50도 일때 0.988kg/ 로 단순 0.922-0.988 로 약 0.4% 차이가 난다라고
판단하였습니다. 

Stefano    19-06-13 09:58
첫째.. 가열속도, 확산속도, 증발속도, 혹은 습도가 같다고 했을때 증발량을 비교하려면 우선 온도별 증발잠열을 비교할 필요가 있습니다.    40도일때의 증발잠열보다 50도일때의 증발잠열이 작아서 가해진 열량이 같더라도 온도가 더 높을수록 증발잠열이 작습니다.  온도가 오를수록 증발잠열이 작아지다가 임계온도에 도달하면 증발잠열이 0에 도달하게 됩니다. 임계온도 이상에서는 액상이 존재하지 않으므로 증발될 이유가 없습니다.  우선..40도와 50도 일때 각각의 온도에서 물의 증발잠열을 비교해 보세요

둘째.. 증발되는 물이 대기중으로 확산되어 간다고 하면 온도별 대기중의 습도 차이를 비교해야 합니다.  절대습도가 같은 공기라고 하더라도 온도가 높아질수록 상대습도가 낮아지기 때문에 습도가 낮을 때 물이 증발되는 속도가 커지지요. 

40도, 50도에서의 물의 (포화)증기압이 각각 55.3 torr, 92.5 torr이므로 현재 공기중의 수분 분압이 40 torr 라고 한다면 상대습도는 각각  40/55.3=72.3%RH  40/92.5=43.2 %RH가 되기 때문에 상대습도가 낮을 때 포화농도와의 차이가 커서 증발속도가 커집니다.  습도가 높은 비오는 날보다 햇볕이 쨍쨍내리쬘때의 습도가 훨씬 낮아 빨래가 잘 마르는 이유입니다. 

온도가 일정할 때 공기중에 수분이 포화되어있을 때까지 수분은 증발할 수 있지만 상대습도 100%에 도달하면 포화수증기압이 공기중에 존재하기 때문에 물은 더이상 증발되지 않습니다 .

셋째.. 온도가 높아지면 분자운동이 활발해져서 액의 표면에서의 증발속도,  증발 후 공기중으로 확산되어 가는 속도가 증가합니다.    수증기의 공기중 확산계수는  온도와 압력에 따라 달라집니다.  절대온도의 3/2승에 비례하고 압력차이에 의한 가스밀도비에 반비례 하는데  증발속도에 영향을 미치지만 전체 증발량(평형에 도달할 때까지의 증발량)과는 관련이 없습니다.

증발잠열(λ1, λ2) 차이 비교 (1=40도,  2=50도로 표시)  동일 가열량(q)에 대해
증발량 m1, m2의 비,        m2/m1 = (q/λ2)/(q/λ1) = λ1/λ2 ........(1)  ==>  λ1>λ2 이므로    m2/m1 = λ1/λ2 > 1

온도차에 따른 포화습도(RH의 차이 비교 (0=초기 공기조건)
m2/m1 = (RH2-RHo)/(RH1-RHo) ...............................................(2) ==>    RH1<RH2 이므로  m2/m1 >1

증발(확산)속도 (절대온도와 절대압력에 따른 밀도효과만 고려) 비교
D2/D1  = (T2/T1)^(3/2) * (P1/P2) ..........................................(3) ==>    T1<T2, P1=P2  이므로  D2/D1 >1
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