[화학공학실험]냉동사이클 결과보고서

소개글

화학공학을 전공하는 학생들이 들어야하는 실험입니다.
제목은 냉동사이클이며
실험데이터처리 및 결과고찰, 원인분석이 상세하게 적혀있습니다.

목차

Ⅰ. 실험 목적
Ⅱ. 실험 방법
Ⅲ. Row Data
Ⅳ. Data 처리
Ⅳ. 결과 정리
Ⅴ. 참고 문헌

본문내용

◎ 토의
• 결과 분석
이번 실험은 세 가지 실험을 통해 각각의 Flow Diagram을 이용해 여러 가지 물성치를 비교하여 열역학적으로 냉동 사이클이 가지는 의미를 알아보는 것이 목표였다. 이번실험에서의 Degree of Freedom은 2이기 때문에, 온도와 압력만 알면 다른 물성치를 알 수 있다는 것을 이론적으로 알 수 있었으며, 실제로도 몰리에르 선도를 사용하여 온도와 압력만 가지고 엔탈피와 엔트로피에 관한 물성치를 얻어 낼 수 있었다. 이렇게 알게 된 온도, 압력, 엔탈피 엔트로피의 물성치를 가지고 P-H선도와 T-S선도를 그려 볼 수 있었다. 이렇게 그려진 선도를 사용하여. 열을 저온의 물체로부터 고온의 물체로 이동시키려면 에너지를 공급하여야 한다는 것도 알 수 있었고, 이러한 냉동은 증발과 응축을 반복적으로 수행하는 냉매가 소정의 상태를 기본으로 주위의 물체에서 열을 흡수하고, 증발하는 결과에 의한 것이란 이론을 실제로 확인 할 수 있었다. 냉동 사이클을 다시 쉽게 설명하자면 증발-압축-응축-팽창을 반복하며 열을 전달하는 역카르노 사이클로 해석할 수 있었다.
먼저 P-H, T-S선도를 이론적인 그래프와 비교해보면, 일반적인 모양은 이론적인 것과 유사했지만 실제로 그린 그래프와는 조금의 차이를 보여주고 있다. 이것은 이상적인 것의 가정이 들어맞지
않아서 생기는 오차로 등온, 등압, 등 엔트로피, 등 엔탈피라는 가정에 의한 것이다. 냉매가 사이클을 이동하면서 압축이 일어날 때 이상적인 조건은 단열 압축의 조건으로 등 엔트로피 과정이고 팽창이 일어날 때에는 단열 팽창 과정으로 등 엔탈피 과정이다. 하지만 실제적으로는 완벽한 단열이 불가능하므로 이러한 가정과 들어맞지 않아 실제적인 그래프와 차이가 나는 것을 볼 수 있다. 또한 P-H선도에 대해서도 살펴볼 수 있듯이 이론적인 P-H선도에서 냉동장치에서 증발기와 응축기 이외에서는 냉매와의 열 교환이 없고, 냉매가 장치 내를 순환할 때에도 마찰 등에 의한 압력손실이 없다는 것과 냉매가 증발기 및 응축기 내에서 등압변화이라는 가정이 세워져 있다. 그러나 실제적으로 냉매가 사이클을 순환할 때 관에 의한 마찰이 존재하기 때문에 압력손실이 일어날 수밖에 없고 따라서 증발기 및 응축기 내에서 등압의 조건에서 변화한다는 가정을 만족시킬 수

참고 자료

- 화학공학 열역학(2005),Mc.hill,김화용 공역,p277~282.
- 화학공학 열역학(2003),sandler,wiley.