냉각탑 파이널 레포트

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목차

1. 서론
2. 이론
3. 실험방법 및 장치
4. 결과 및 고찰
5. 결론
6. 참고문헌

본문내용

1. 서론
냉각탑은 냉방기기의 보급 및 중화학공장에서 다량의 냉각수를 재이용하게 되면서 급속하게 이용도가 증가하여 왔다. 본 실험은 선형의 증발냉각 시스템의 구조, 디자인과 조작 특징을 인식하게 한다. 온수와 불포화 공기를 향류로 접촉시켜 증발 잠열에 의한 냉각 효과와 열 및 물질의 동시 이동에 관한 기본 개념을 이해한다.

2. 이론
(1) 기본 이론
가열된 온수와 불포화 공기를 직접 접촉시키면 온수의 일부가 증발하면서 물의 온도가 내려간다. 열 및 물질수지 도표는 아래의 그림(1)과 같다. 물의 증발량은 유량에 비하여 대단히 적다고 하면 그림(2)의 미소 부분에 대한 엔탈피 수지를 세우면 다음과 같다.

①

여기서 cL은 물의 비열 Gy’은 공기의 질량속도, Gx는 액체의 질량속도, H는 엔탈피이다. 물의 비열이 일정하다고 가정하고 식 ①을 적분하면 다음과 같다.

②

그림

위의 식은 Gy’, Gx 및 cL이 일정하므로 엔탈피-온도 도표에 그리면 양 끝점이 (Txa, Hya)와 (Txb, Hyb)인 직선이 되며 이를 조작선이라 부른다. 냉각탑 단위부피당 유효전열면적을 aH[m2/m3], 기-액 계면에서 온도를 Ti라 하면 액 측에서 계면으로 이동하는 전열속도는 다음과 같다.

③

또 계면에서 기체 측으로 이동하는 현열에 의한 전열속도는

④

와 같으며 여기서 hx, hy는 각각 액체 및 기체에 대한 열전달계수, cs는 공기의 습윤비열이다.
냉각탑 단위부피당 유효접촉면적을 aM[m2/m3],, 기-액 계면에서 공기의 절대습도를 ℋ라 하면 액 측의 증발에 의한 물질전달속도는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

⑤ ℋ(ℋ-ℋ)

따라서, 잠열에 의한 열전달 속도는

⑥ ℋ(ℋ-ℋ)

계면에서 기체 측으로 이동한 총 전열소도는 현열과 잠열에 의한 전열속도의 합과 같으므로 aH=aM=a를 가정하면 식 ④와⑥으로부터 다음 식이 얻어진다.

참고 자료

Badger, W.L. and Banchero, J.T. , "Introduction to Chemical Engineering" , McGraw-Hill, New York, NY(1955), p.393
Skelland, A.H.P. , "Diffusional Mass Transfer" , John Wiley & Sons, New York, NY(1974), p.435
Brown, G.G. et al. , "Unit Operations" , John Wiley & Sons, New York, NY(1950), p.545
Sherwood, T.K. and Pigford, R.L. , "Absorption and Extraction" 2nd ed, McGraw-Hill, New York, NY(1952), p.102