화학반응공학설계

목차

1. 설계 문제
2. Aspen을 이용한 설계 과정
3. 안전성 및 반응성
4. 결론 및 고찰
5. 참고 문헌

본문내용

01. 설계문제
시간당 6000kg의 Benzene을 응축기를 사용하여 대기압 하에서 응축시키려고 한다. Benzene은 shell side에서 응축되고 냉각수는 Tube side로 흐른다. 냉각수의 유입 온도는 303K이다. 응축기를 설계하라.

(1) Tube Diameter
6.35mm부터 50.08mm 까지 9가지의 Standard Tube O.D를 List 해두고 있다. 12.7mm 이하의 Tube는 조그만 열교환기에 사용 되기 때문에 가장 표준이되는 Diameter 인 19.05mm(0.75in)를 사용한다.

(2)Quality of Tube
-구리:가격이 가장 저렴하지만 작은 하자에도 큰 사고가 날 수 있음
-Carbon steel: 저항이 작아 열전도율이 높고 냉각 속도가 빠름
강도가 높고 충격흡수가 뛰어나며 견고성이 좋고 수명이 긺
-알루미늄: Carbon steel과 비교했을 때 효율이 떨어짐

(2) Tube Thickness
튜브 재질에서 Carbon steel을 사용하므로 TEMA에서 추천하는 권장 두께인 14AWG(American wire gauge)를 사용한다.

(3)Tube Length
주어진 전열면적에 대하여 Tube 길이가 길면 길수록 경제적이다.
Maximum Tube Length를 규정한 길이 중에 가장 긴 6.10m를 사용한다.

(4)Tube pattern
침전물에 장점이 있어 청소에 용이하며 이 설계에서는 층류유동을 하므로
이에 유리한 사각 배열인 45를 사용한다

(5)Tube Pitch
Tube의 중심에서 중심까지의 거리를 의미하며 Tube 외경의 1.25배 이상의 거리를 두어야 한다. 1.25in를 사용한다.

Baffle
전열 효과가 좋은 Segmental baffle을 사용하고 baffle 수는 임의의 값 5로 하였다.

참고자료

· http://msds.kosha.or.kr/
· https://www.alfalaval.kr/globalassets/documents/products/heat-transfer/plate-heat-exchangers/gasketed-plate-and-frame-heat-exchangers/1.-.pdf
· https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=507893&cid=42380&categoryId=42380
· Introduction Chemical Engineering Thermodynamics
· Transport Processes and Separation Process Principles
· Naver 환율