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[2023 인하대 화학공학실험] 공정모사실험 예비보고서

"[2023 인하대 화학공학실험] 공정모사실험 예비보고서"에 대한 내용입니다.
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최초등록일 2023.08.24 최종저작일 2023.08
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[2023 인하대 화학공학실험] 공정모사실험 예비보고서
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    소개

    "[2023 인하대 화학공학실험] 공정모사실험 예비보고서"에 대한 내용입니다.

    목차

    1. 실험 목적

    2. 실험 이론
    1) Plant 산업(Engineering 산업) 간단한 설명과 Plant 산업에서 화공과가 하는 일
    2) EOS 설명
    3) VLE 설명 (라울의 법칙과 비휘발도를 이용한 설명)
    4) 증류의 원리와, 증류의 종류
    5) Degree of Freedom 설명
    6) 장치 설명 (용도와 종류 설명)

    본문내용

    1. 실험 목적
    유니심은 공정 모사에 사용되는 소프트웨어 중 하나이며 플랜트 산업 등에서 주로 이용된다. 이번 실험에서는 유니심을 이용해 distillation process를 시뮬레이션 해본다. Rachford-rice 식을 통해 얻은 결과와 프로그램으로 얻은 결과를 비교하여 값이 다른 원인을 생각해본다.
    2. 실험 이론
    A. Plant 산업(Engineering 산업) 간단한 설명과 Plant 산업에서 화공과가 하는 일
    플랜트 산업은 가스, 석유 등 플랜트 기반 제품 생산을 위한 산업 공정과 시스템을 설계, 개발, 최적화하는 산업이다. 플랜트 산업은 엔지니어링, 설비, 유지보수, 시공 등이 포함된 종합 산업이며 현재는 신재생 에너지, 폐기물 자원화 등 친환경 분야 산업과 관련한 신사업이 활발히 진행되고 있다.

    참고자료

    · Y. V. C. Rao. (1997). Chemical Engineering Thermodynamics (pp. 76-77). n.p.: University Press.
    · J. Richard Elliott, & Carl T. Lira. (2014). Introductory Chemical Engineering Thermodynamics (pp. 364-365). 카오스북.
    · M. Angela A. Meireles. (2009). Extracting Bioactive Compounds for Food Products: Theory and Applications (pp. 90-91). n.p.: CRC press.
    · Warren L. McCabe, Julian C. Smith, & Peter Harriott. (2017). Mccabe의 단위조작 7th edited edition (pp. 169-170). n.p.: McGrawHill Education.
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    • 1. 공정 모사
      공정 모사는 화학공학 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다. 공정 모사를 통해 실제 공정의 동작을 예측하고 최적화할 수 있기 때문입니다. 공정 모사는 공정의 물질수지, 에너지수지, 열역학적 특성, 반응속도 등을 모델링하여 공정의 성능을 예측할 수 있습니다. 이를 통해 공정의 설계, 운전, 제어 등을 효과적으로 수행할 수 있습니다. 또한 공정 모사는 실험이나 파일럿 플랜트 실험을 대체할 수 있어 비용과 시간을 절감할 수 있습니다. 따라서 공정 모사는 화학공학 분야에서 필수적인 기술이라고 할 수 있습니다.
    • 2. 증류 공정
      증류 공정은 화학공정에서 매우 중요한 단위조작 중 하나입니다. 증류 공정은 액체 혼합물을 성분들의 끓는점 차이를 이용하여 분리하는 공정으로, 화학공장, 정유공장, 석유화학공장 등 다양한 산업 현장에서 널리 사용됩니다. 증류 공정은 공정 설계, 운전, 제어 등이 복잡하지만 효과적인 증류 공정 설계와 운전은 공정의 경제성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 따라서 증류 공정에 대한 깊이 있는 이해와 최적화 기술 개발이 중요합니다. 또한 증류 공정의 에너지 효율 향상과 환경 영향 저감을 위한 연구도 필요할 것으로 보입니다.
    • 3. 상태방정식
      상태방정식은 화학공학에서 매우 중요한 역할을 합니다. 상태방정식은 물질의 압력, 부피, 온도 등의 관계를 나타내는 수학적 모델로, 열역학적 특성을 예측하고 계산하는 데 사용됩니다. 대표적인 상태방정식으로는 이상기체 방정식, van der Waals 방정식, Peng-Robinson 방정식 등이 있습니다. 이러한 상태방정식은 공정 모사, 열역학 계산, 상평형 예측 등 화학공학의 다양한 분야에서 활용됩니다. 따라서 상태방정식에 대한 깊이 있는 이해와 정확한 적용이 필요합니다. 또한 새로운 상태방정식 모델 개발을 통해 화학공정의 설계와 운전을 더욱 정확하게 예측할 수 있을 것으로 기대됩니다.
    • 4. 증기-액체 평형(VLE)
      증기-액체 평형(VLE)은 화학공학에서 매우 중요한 개념입니다. VLE는 액체와 증기 상태의 물질이 평형을 이루는 상태를 나타내며, 증류, 흡수, 추출 등 다양한 분리 공정의 설계와 운전에 필수적입니다. VLE 데이터와 모델링은 공정 모사, 열역학 계산, 상평형 예측 등에 활용되어 공정의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 VLE에 대한 깊이 있는 이해와 정확한 데이터 확보, 모델 개발이 중요합니다. 또한 새로운 혼합물에 대한 VLE 데이터 측정과 모델링 기술 개발이 필요할 것으로 보입니다. 이를 통해 화학공정의 설계와 운전을 더욱 효과적으로 수행할 수 있을 것입니다.
    • 5. 화학공학 실험
      화학공학 실험은 화학공학 교육과 연구에서 매우 중요한 부분입니다. 화학공학 실험을 통해 학생들은 이론 지식을 실제 공정에 적용하고 실험 데이터를 분석하는 능력을 기를 수 있습니다. 또한 연구자들은 실험을 통해 새로운 공정, 장치, 재료 등을 개발하고 성능을 평가할 수 있습니다. 화학공학 실험은 공정 모사, 열역학 계산, 반응 속도론 등 다양한 화학공학 분야와 연계되어 있어 실험 설계와 데이터 분석 능력이 중요합니다. 따라서 화학공학 교육과 연구에서 실험 교육과 실험 기술 개발이 지속적으로 이루어져야 할 것입니다. 또한 실험 자동화, 실시간 모니터링, 데이터 분석 등 실험 기술의 발전도 필요할 것으로 보입니다.
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      이 레포트는 증류 공정 모사와 관련된 다양한 이론적 배경을 자세히 설명하고 있으며, 실험 목적과 실험 장치에 대한 정보도 제공하고 있습니다.
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