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  PFR(Plug Flow Reactor)에서의 Void Fraction에 대해 질문드립니다.
  글쓴이 : 오동타   고유ID : se02102     날짜 : 20-02-10 16:27     조회 : 187    
 안녕하십니까. 학부연구생으로 공정설계 대회 기출을 공부하고 있는 학생입니다.
HYSYS라는 프로그램을 사용해서 PFR을 설계하고 있는데 경제적으로 효율적인 도면을 설계하기 위해서 질문드립니다.
1. HYSYS프로그램의 PFR에서 Void Fraction는 공극률을 뜻하는 것이라고 알고 있습니다. 그리고 Conversion 비율이 같을 때 이 공극률과 PFR 부피는 반비례한다고 알고 있는데 그렇다면 경제적으로 봤을 때 공극률을 낮추는게 효율적인가요 아니면 부피를 낮추는게 효율적인가요??
2. HYSYS에서 Reaction Kinetic에 대한 질문입니다. Reaction Kinetic들을 입력하면서 Rate Unit을 설정하는 칸이 있는데 이 때 kgmole/m^3*h 와 kgmole/m^3*s 에 따라서 값이 굉장히 크게 바뀌는데 원래는 HYSYS 상에서 이런 단위 조작은 유량에 따라서 자동적으로 계산되는 것이 아닌지요??
 아직 학생신분이라 지식이 얕아 이런 기본적인 질문을 하는 것이 부끄럽지만.. 구글링을 통해서도 확실한 답이 나오지 않아 답답한 마음에 도움을 청하고자 질문드립니다. 부탁드립니다.

스테파노 Stefano   20-02-12 00:47
A1) 공극률 (Void Fraction)

고체 촉매가 채워져 있는 반응기에서 고체가 채워져 있는 부분의 비율이 "충전공간"이라고 하면 고체 사이사의의 비워져 있는 공간은 "빈공간"이 됩니다.    이 비워진 공간은 반응물질이 채워지는 공간에 해당합니다.

Void Fraction of Reactor,  ε  = Void Volume(Vo) /Total Reactor Volume(Vr) ............(1)  ==>  Vr = Vo/ε

위의 (1)식에 의하면  Vr은 ε의 역수에 비례 (즉 ε에 반비례)합니다 .  공극률 자체가 경제성을 높이고 늘인다고 볼 것이 아니라 공극률이 크다면 반응기에 반응물질이 체류하는 시간이 크다고 보고 그에 따른 적정 반응전환율을 알아봐야 할 사항입니다.

반응전환율은 반응물질이 반응기에 체류하는 시간에 따라 달라지는데  체류시간은 반응기 부피(여기서는 공간부피)를 반응물질유량으로 나눈 값으로 계산되지요.

체류시간 = 반응기 부피/반응물질 유량 .....(2)

A2) Reaction Kinetics Equation

화학반응공학의 기초부분에 화학반응식에 따른 반응 속도수식을 나타내는 방법들이 잘 설명되어 있으므로 우선 그 부분을 정독한 후에 반응속도식과 수식을 나타내는 단위에 익숙해 질 수 있습니다. 

망치와 대패, 톱과 끌을 가지고 있다고 해서 바로 집을 지을 수 있는 것이 아닙니다.  이들 도구들의 쓰임새를 알고 사용법에 숙달된 후 집의 설계도를 접해야 합니다.    가까운 곳에서부터 방법을 찾아야 합니다.    Google Searching이 모두 해결해 준다면 엔지니어가 필요가 없어집니다.
     
se02102    20-02-12 11:32
감사합니다! 제가 공극률에 대한 잘못된 개념을 가지고 있었던것 같습니다.
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