공부하다 생긴 궁금증들인데 양이 좀 많지만 한번에 올려보겠습니다.

1) Reboiler에서 pool boiling과 flow boiling에 대한 사내 교육자료를 확인하는데 flow boiling이 열전도도가 높다는 서술이 있었습니다. pool boiling과 비교하여 상대적으로 전도도가 높다는 뜻은 아니었는데 two phase의 열전도도가 더 높을 수 있나요?

2) thermosiphon에서 저비점, 저밀도는 기체로 빠져나가고 고비점, 고밀도만 reboiler에 남아 흐름이 멈추게 되는 일(저밀도, 고밀도 mixture는 column에 남고 reboiler에는 저밀도 액상이 기화되어 빠져나가고 고밀도 성분만 자리하여 이 쪽의 head가 더 높은 경우)이 없을까요? 혹시 이게 start-up에서도 발생하지 않는 일인가요?

3) 공정제어의 master / slave loop 예시를 보면 Vessel의 LC와 product line의 FC가 결합되어 있는 구조를 많이 접했습니다. flow의 driving force가 level인데 LC에 FC까지 필요한 이유가 있을까요? level이 같은데 flow가 다르면 왜 달라지나요?

4) NPSHr은 vendor가 지정하는데 NPSHa는 어떻게 조절할 수 있나요? 경우에 따라 h를 조절해 땅을 파서 펌프를 지면 밑에 배치하는 경우도 있던데 이렇게 해도 한계가 있으면 전단의 process를 수정해야 하나요? 질문이 두서없긴 했는데 NPSHa가 공정설계에서 먼저 가닥이 잡히고 vendor가 NPSHr을 알려줄텐데 여기서 마진이 부족하면 어떻게 해결하는가에 대한 질문이었습니다.

5) 증류탑의 압력강하가 이해되지 않습니다. 기체와 액체 그리고 tray가 마찰하며 friction loss가 생기고 이게 압력강하로 이어진다고 이해하고 있었습니다. simulation을 돌리면 탑상이 탑저보다 압력이 낮게 나와 gas phase가 압력강하에 더 취약하다고 이해하고 있었습니다.(타워 높이에 따른 static head 차이도 있을 것 같구요.) 그런데 업무상 자료를 받아보니 simulation과 다르게 탑상의 압력이 탑저보다 높은 경우가 있었습니다. 어떤 경우에 탑상의 압력이 더 높은지 설명해줄 수 있나요? 그리고 tray와 packing에 따라 바뀔 수 있는 영역인지도 궁금합니다. tray와 packing이 gas와 liquid의 continuous / dispersed 조건을 바꾼다 배운 적이 있는데 이와 관련이 있나 싶어 질문드립니다.

6) 펌프의 직렬, 병렬 연결에 따라 값들을 단순히 합칠 수 없고 새로운 system curve가 생기는 이유가 궁금합니다. performance curve는 유량에 따라 증가하는 head를 보여주는 그래프인데 (직렬의 경우)고정된 유량에 head가 2번 늘어나는데 단순히 head * 2로 계산하는 게 제한되는 점이 무엇인지 모르겠습니다. 그리고 직렬의 경우 pump를 거치면서 물성이 변했기 때문에 system curve의 friction loss가 소폭 변할 수 있으나 병렬은 더욱 이해가 되지 않습니다. pump를 독립적으로 거쳐서 똑같이 head가 상승한 유체 둘을 하나로 합치는 것과 다른 결과가 나오는 이유가 있을까요?
( https://www.engineeringtoolbox.com/pumps-parallel-serial-d_636.html )

7) 열교환을 진행할 때 현열만 이용하면 열교환 가성비가 안좋고 잠열까지 이용해야 한다는 글들을 많이 봤습니다. 그런데 잠열을 이용하면 gas phase를 거치게 되는데 two phase 자체가 불안정하고 기상이 액상에 비해 열전도도가 떨어지는데 이 2가지가 어떻게 결합되나요?

8) turbo expander를 이용한 power generation 예시를 보는데 이해가 되지 않는 점이 있습니다.
저온저압L -(펌프)-> 저온고압L –(증발기)-> 고온고압G –(익스펜더; 전력발생)-> 저온고압T –(응축기)-> 저온저압L.     (L: liquid, G: gas, T: two phase)
펌프에도 에너지가 소요되고 증발/응축에도 에너지가 소요되는데 Expander의 전력 발생이 어떻게 더 커지는지 모르겠습니다. 위키에선 폐열을 이용해 증발기 운영이 가능하다 나오는데 열매체가 저온에서 증발이 가능하다면 같은 열매체를 다시 응축시키는 과정에선 그만큼 냉각수가 필요할텐데 그 이상의 장점이 있나요? 아니면 이러한 공정은 heat exchanger network상 낭비되는 에너지들을 회수하기 위해 도입되는 공정일까요?

9) Joule-Thomson effect.
이를 설명하는 글들에서 압력 감소 – 분자간 충돌 감소로 이어져 열이 줄어든다는 설명을 자주 접했습니다. 하지만 이를 가지곤 줄 톰슨 계수에 왜 음수가 존재하는지 이해가 되지 않습니다.
줄-톰슨 효과의 원인은 이상기체 가정과 현실의 차이(P1V1 =/= P2V2) 때문일텐데 이상기체를 위한 가정 중 어디에 위배돼서 발생하는 현상인지 모르겠습니다.

10) process상에 존재하는 control valve들은 공정에서 발생하는 flow 변동을 최소화하고 steady state에 근접하도록 하기 위함이라 생각했습니다. 그런데
1. 유량이 많은 경우에 flow를 줄이게 되면 accumulation은 어떻게 되는 거죠? compressible fluid면 약간의 acc에 대한 해결책이 되겠지만 그렇지 않은 경우는 조절이 안되나요?
2. set point 보다 유량이 적은 경우엔 어떻게 늘릴 수 있나요? 유량이 적어 valve를 fully open 하겠다는 말은 평상시에 일부러 valve를 3/4 정도만 열어 놓고 압력강하를 의도적으로 주고 있다는 뜻인가요?

여기 게시판에 올라오는 글들 읽으며 많이 배워가고 있습니다. 감사합니다.