열전달 설계 보고서 - 조건에 맞는 응축기 설계
- 최초 등록일
- 2020.09.14
- 최종 저작일
- 2019.09
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소개글
아스펜을 이용한 열전달 과목 응축기 설계 과제입니다.
자세한 내용과 설명, 분석 있습니다.
목차
1.설계 목표
1.1.설계요구자료 마련하기
1.1.1. 공정자료
1.1.2. 물성치
2. 설계과정
2.1. 요구 열량 계산(Q_req)
2.2. 형상, 치수 및 개수 등 가정
2.2.1. Shell Type 설정
2.2.2. Tube 설정
2.2.3. Baffle 설정
3. 결과
3.1. 결과 값
3.2. 평균 온도 차 계산
3.3. 성능 열량 계산
3.4. 총괄 열 전달계수 계산(U)
3.5. 열 성능 검토
3.6. 경제성 분석
4. 참고문헌
본문내용
1. 설계 목표
시간 당 6000kg의 benzene 증기를 응축기를 사용하여 대기압 하에서 응축시키려 한다. 냉각수의 유입 온도는 303K이고, 벤젠 증기의 온도는 353K이다. Benzene은 Shell side에서 응축되고 냉각수는 Tube side로 흐른다. 응축기를 설계하라. 이 때, 응축기의 종류와 재질, 튜브의 규격, 재질, 냉각수 출구의 온도 등을 고려하고 반드시 경제성을 고려해 설계 해야 한다.
1.1.설계요구자료 마련하기
1.1.1. 공정자료
- 유량 : Benzene=6000Kg/hr
- 압력 : 1atm(대기압)
- 냉각수 : 물(liquid)
- 상 변화 유무 : Vapor에서 liquid로 응축
1.1.2. 물성치
- Benzene의 끓는 점 : 80.6 ℃
- Benzene의 기화열 : 308.271kJ/Kg
- Benzene의 Cp : 1.9kJ/Kg
- Water의 Cp : 4.18kJ/Kg
<20℃ 기준>
- Benzene의 밀도 : 0.8765
- Benzene의 열전도도 : 0.144W/m·K
- Benzene의 비열 : 1.73J/g·℃
Base methods는 PSRK(Predictive Soave Redlich Kwong) 식을 사용하였다. PSRK 식은 대체적으로 화학성분의 상평형을 계산할 때 쓰이는 식이다. 이 식을 사용한 이유는Benzene을 Vapor에서 Liquid로 변환시키기 위해서이다.
Benzene의 초기온도는 354.75K으로 설정하였다. 그 이유는 Benzene이 초기에 기체상태로 존재해야 하기 때문이다. 처음 온도 시도 조건은 350K으로 설정 한 후 여러 값을 대입해봤는데, Benzene의 온도가 끓는 점과 가까울수록 효율이 좋게 나왔다.
Water의 초기온도는 303K이고, 물의 양은 8000Kg으로 설정했다. 첫 시도에는 열효율을 높이고 싶어 10000Kg으로 했으나 물의 양을 줄이면 열 교환기의 효율이 좋아진다는 것을 알게 되었다.
참고 자료
Aspen plus V. 8.6
Aspen plus V.10
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열전달 강의록(클래스넷)