단일 효용상승막 증발관

소개글

단일 효용상승막 증발관에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.요약

2.서론

3.이론

4.실험방법

5.실험결과

5.고찰

6.인용부호

7.참고문헌

본문내용

얻는다.
ΔT`1= ΔT`2= ΔT`3=
ΔT`1+ΔT`2+ΔT`3는 반드시 ΣΔT와 같아야 한다. 만약 같지 않으면 비례적으로 ΔT`를 재조정하여 그렇게 되도록 해야 한다. 그 다음에 각 단계에서의 비점을 계산한다. [만약 끓는점 오름이 있으면 6번째 단계에서의 새로운 농도들을 이용하여 각 단에서 새 BPR을 결정해야한다. 이것은 총괄 ΔT로부터 세 단의 BPR의 합의 값을 뺌으로써 열전달에 필요한 새 ΣΔT 값을 제공한다.
ΔT`1= ΔT`2= ΔT`3=에 의하여 새로운 ΔT`를 계산하고 방금 계산된 ΔT`의 합은 새 ΣΔT값에 맞춰서 재조정되어야 한다. 그 다음에 각 단의 비점을 계산하면 된다.] 7번째 단계는 3번째 단계의 반복이지만 좀더 나은 ΔT`값을 얻기 위하여 위의 식을 이용한다는 점이다.
8. 7번째 단계의 새 ΔT`값을 이용하여 4번째 단계에서 계산을 반복한다. 두 번의 시행이 일반적으로 면적을 근접시키는데 충분하다.
- 증발관의 설계순서 -
식에서
① 열전달 q의 값은 현열일 경우 에서 구한다.
상변화 시 잠열을 고려하여 구한다. 가열시 수증기의 입구의 엔탈피와 출구의 엔탈피 차이가 전달된 열량이다.
② 는 가열증기 온도와 용액의 온도 차이이다.
③총괄전열계수 U는 각 실험식에 의하여 경막계수 h의 값을 구하여 U와의 관계에서 U를 구한다.
가열매체인 수증기 측의 경막계수는 6000 kcal/㎡hr℃로 한다.
④ 마지막으로 면적 A[㎡]를 구하여 필요한 직경의 관의 면적으로 길이를 계산한다.
- 증발관에서의 응축기 -
다중 효용 증발관에서 마지막 단의 증기는 통상 진공 상태에서 나온다. 이 증기는 응축되어서 대기압 상태의 액체 상태로 방출된다. 이것은 냉각수를 사용하여 증기를 응축시킴으로써 가능하다. 응축기는 통상 두 가지로 나누어지는데 첫째는 응축되는 증기와 냉각수가 금속벽으로 분리되어 있는 표면 응축기이고, 둘째는 직접-접촉 응축기로서 증기와 냉각수를 직접 혼합하는 응축기이다.
A. 표면 응축기
표면 응축기는 냉각수와 응축된 물질이 서로 섞이면 좋지 않은 경우에 적용된다. 일반적으로 쉘과 튜브 응축기가 많이 쓰이는데 증기는 쉘 쪽에 응축수는 여러 가닥의 튜브 속으로 흐르는 경우이다. 응축되지 않는 기체 성분은 일반적으로 증기흐름에 동반되는데 이들은 주로 공기. 이산화탄소, 질소 혹은 다른 종류의 기체로서 액상 유입물과 같이 용존 기체 상대로 들어가든지 용액의 분해에 의해 발생된다 이들 비응축성 기체는 응축기의 잘 냉각된 부분을 통하여 배기하면 된다. 만약 응축된 증기가 대기압 이하이면 응축된 액체는 표면 응축기에서 펌프로 뽑아내고 기체 성분은 진공 펌프로 뽑아낸다. 표면 응축기는 가격이 비싸고 냉각수를 많이 사용해야 하기 때문에 직접-접촉 응축기를 사용해도 되는 경우에는 일반적을 사용하지 않는다.
B. 직접-접촉 응축기
직접-접촉 응축기에서는 냉각수와 증기를 직접 접촉시켜 응축시키는 경우이다. 가장 일반적으로 사용되는 직접-접촉 응축기의 한 형태가 밑의 그림에 주어진 것처럼 향류대기 응축기이다. 증기가 응축기로 들어가면 위로 올라가면서 아래로 떨어지는 냉각수와 접촉하여 응축된다. 응축기는 긴 배출의 위쪽에 위치해 있고 응축기의 높이는 충분히 높아서 응축된 물이 수두에 의해서 아래쪽으로 배출될 수 있도록 설계되어 있다. 물을 중력에 의해서 아래쪽에 장치한 배출구를 통해 배출되며 높이는 약 10.4m(34ft)가 사용된다.
직접-접촉 응축기는 가격이 싸며 물 소비도 덜하다. 이것은 응축기를 떠나는 물의 온도 2.8K(5℉)내에서 포화 증기 온도에 상응하는 진공을 유지할 수도 있는데 만약 배출되는 물의 온도가 316.5K(110℉)이면 316.5K + 2.8 혹은 319.3K에 상응하는 압력은 10.1㎪ (1.47psi)이다.
물 소비량은 간단한 열 수지식에 의하여 계산 될 수 있는데 만약 증기흐름의 Vkg/h이며 온도가 Ts 일 때 물이 Wkg/h로 T1으로 들어가서 T2로 나온다면 수지식은
VHs + Wcp(T1 - 273.2 ) = ( V + W )cp(T2- 273.2)
Hs는 증기 흐름의 압력과 증기 온도 Ts일 때 수증기표에서 구한 엔탈피이다. 풀면
비응축성 기체는 진공 폄프에 의하여 응축기로부터 제거될 수 있는데 사용되는 진공 펌프는 기계식 진공 펌프나 수증기-제트 방출기이다. 수증기 제트 방출기는 고압의 수증기가 높은 속도로 노즐을 통하여 들어가면 비응축성 기체도 진공 상태에서 방출기 속으로 들어간다.
- 증기 재압축을 이용한 증발 -
단일 효용 증발관에서 증발기를 통해 나오는 증기는 응축되어서 버려진다. 다중 효용 증발관에서는 각 단을 진행할수록 압력은 떨어지고 각 단에서의 액체의 비점 또한 떨어진다. 그래서 어떤 단에서 나온 증기는 다음 단의 액체를 끓여서 증기를 만들고 자신은 응축됨으로써 각 단의 온도 차이를 초래한다.
단일 효용 증기 재압축 증발관에서는 증기를 압축시켜 응축시키든지 혹을 포화 온도를 상승시킨다. 압축된 증기는 수증기 실을 가열기로 되돌아 와서 증발기 내에서 증기를 발생시키도록 응축된다. 이런 방법으로 증기의 잠열이 재이용되는데 두 가지 형태의 증기 재압축 증발 장치는 기계적 형태와 열적 형태이다.
A. 기계적 증기 재압축 증발기
냉각 유입물이 뜨거운 액상 생성물에 의해 열교환기에서 예열되어서 증발기 속으로 들어간다. 상부로 나오는 증기는 응축기로 보내지는 것이 아니라 원심 압축기, 수증기나 전기에 의해 운전되는 압축기로 보내어지고 이렇게 하여 얻어진 압축 증기는 열교환기나 수증기실로 보내어진다. 압축된 증기는 그 단의 액체의 비점보다 높은 온도에서 응축되고 이로 인해 온도 차이가 생긴다. 다음 단에서 다시 증기가 발생되고 증발 과정은 되풀이 된다.
때때로 압축기로 보내기 전에 증기 흐름에 보충 수증기를 약간씩 더해 줄 필요가 있다. 또한 약간의 응축물을 압축 증기에 더하여서 과열을 방지하기도 한다.
증기 재압축 장지는 일반적으로 낮은 온도차 즉 5~10℃ 정도에서 조작되는데 그 때문에 넓은 전열 면적이 요구된다. 이 장치는 종종 다중 효용 증발관보다 시설 투자비가 많이 드는데 그 이유는

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