• AI글쓰기 2.1 업데이트
SILVER
SILVER 등급의 판매자 자료

[2023 인하대 화학공학실험] 공정모사실험 결과보고서

"[2023 인하대 화학공학실험] 공정모사실험 결과보고서"에 대한 내용입니다.
11 페이지
워드
최초등록일 2023.09.01 최종저작일 2023.08
11P 미리보기
[2023 인하대 화학공학실험] 공정모사실험 결과보고서
  • 미리보기

    목차

    1. 실험목적
    2. 실험방법
    3. 실험이론
    4. 실험결과 및 분석
    5. 참고문헌

    본문내용

    1. 실험목적
    Unisim을 이용해 화학 공정의 process를 설계능력을 학습한다. 특히 이번 실험에서는 증류탑을 design해 그 과정에서 사용되는 EOS를 고민하고 이론식과 비교해 오차를 파악한다. 이를 통해 현업에서 사용되는 Aspen Hysys와 같은 tool과 PFD에 익숙해질 수 있을 것이다.
    2. 실험방법
    [pump에 오류있는 공정 설계]
    (1) Unisim을 실행한다.
    (2) File 메뉴에서 New case- component에서 C3 : propane, C4 : n-butane, C5 : n-pentane, C6 : n-hexane의 순으로 설정한다.
    (3) Fluid pkgs에 들어가 PR식을 선택한다.
    (4) F11을 눌러 feed를 추가한 뒤 이름, 분율, molar flow를 설정한다.
    ※ propane부터 0.1, 0.3, 0.4, 0.2 입력. 분율 합 1이 되는지 확인한다. Molar flow는 100kgmol/hr로 한다.
    (5) Pump를 추가한다. 이름, inlet, outlet, energy, 압력강하를 지정한다.
    ※ inlet은 위에서 만든 feed, outlet은 새로 만들어준다. 압력강하는 100kpa로 한다.
    (6) 열교환기를 설치하고 마찬가지로 inlet과 outlet을 받고, 냉각수의 inlet과 outlet을 받는다.
    ※ exchanger mode를 향류이기에 weighted로 사용한다. 압력강하를 10kpa로 한다.
    (7) Component에 냉각수(water)를 추가한다. 추가 후 solver active를 누르고, 추가한 냉각수 stream에 parameter를 지정한다.
    ※ 냉각수 inlet : 80`C, 101.3kPa, 100kmol/hr로 설정. 열교환기 outlet 90`C 설정
    (8) Valve를 추가하고 inlet, outlet을 지정한다. 압력강하는 70kpa로 지정한다.

    참고자료

    · 화학공학열역학, Smith, McGraw Hill, pp 83-90
  • AI와 토픽 톺아보기

    • 1. 공정모사 및 증류탑 설계
      공정모사는 화학공정의 설계, 운전, 최적화 등을 위해 필수적인 기술입니다. 증류탑 설계는 공정모사의 핵심 부분으로, 정확한 모델링과 계산이 요구됩니다. 증류탑 설계 시 고려해야 할 주요 인자로는 원료 조성, 운전 조건, 열역학적 물성, 전달 현상 등이 있습니다. 이를 통해 최적의 증류탑 설계 및 운전 조건을 도출할 수 있습니다. 공정모사와 증류탑 설계는 화학공정 산업에서 매우 중요한 기술이며, 지속적인 연구와 발전이 필요할 것으로 보입니다.
    • 2. Rachford-Rice 방정식
      Rachford-Rice 방정식은 다성분 혼합물의 상평형 계산에 널리 사용되는 중요한 수학적 도구입니다. 이 방정식은 기-액 평형 상태에서 각 성분의 몰분율을 계산할 수 있게 해줍니다. 특히 증류공정 설계 및 최적화에 필수적으로 활용됩니다. Rachford-Rice 방정식은 비선형 방정식이므로 수치해석적 방법을 통해 해를 구해야 하며, 이 과정에서 수렴성 및 정확성 확보가 중요합니다. 또한 상태방정식 및 활동도 모델 선택에 따라 결과가 달라질 수 있어 이에 대한 고려도 필요합니다. 전반적으로 Rachford-Rice 방정식은 화학공정 해석에 매우 유용한 도구라고 할 수 있습니다.
    • 3. 펌프 캐비테이션
      펌프 캐비테이션은 펌프 운전 시 발생할 수 있는 심각한 문제로, 펌프 성능 저하, 진동 및 소음 증가, 펌프 부품 손상 등을 초래할 수 있습니다. 캐비테이션 발생 원인은 주로 펌프 입구 압력 저하, 유체 유속 증가, 온도 상승 등입니다. 이를 방지하기 위해서는 펌프 설계 시 NPSH(Net Positive Suction Head) 여유도 확보, 펌프 입구 배관 설계 최적화, 운전 조건 관리 등이 필요합니다. 또한 캐비테이션 발생 시 조기 감지 및 대응 방안 마련도 중요합니다. 펌프 캐비테이션 문제 해결을 위해서는 유체역학, 열역학, 재료공학 등 다양한 분야의 지식이 요구됩니다.
    • 4. LMTD(대수평균온도차)
      LMTD(대수평균온도차)는 열교환기 설계 및 성능 해석에 널리 사용되는 중요한 개념입니다. LMTD는 열교환기 내 유체의 입출구 온도 차이를 나타내는 지표로, 열전달 구동력을 정량화할 수 있게 해줍니다. LMTD 계산 시 고려해야 할 사항으로는 유체의 온도 변화 형태(병류, 대향류 등), 상변화 유무, 열전달 메커니즘 등이 있습니다. LMTD 개념은 열교환기 설계 뿐만 아니라 증류탑, 반응기 등 다양한 화학공정 장치 해석에도 활용됩니다. 따라서 LMTD에 대한 이해와 정확한 계산은 화학공정 설계 및 최적화에 매우 중요합니다.
    • 5. 상태방정식 비교(SRK, PR)
      화학공정 설계 및 해석에서 상태방정식 선택은 매우 중요한 문제입니다. SRK(Soave-Redlich-Kwong)와 PR(Peng-Robinson) 상태방정식은 대표적인 상태방정식으로, 각각의 장단점이 있습니다. SRK 방정식은 계산이 상대적으로 간단하지만 극성 물질이나 수소결합 물질에 대한 예측 정확도가 낮습니다. 반면 PR 방정식은 이러한 물질에 대한 예측 성능이 우수하지만 계산이 복잡합니다. 공정 특성과 요구 정확도에 따라 적절한 상태방정식을 선택해야 하며, 때로는 두 방정식을 혼용하기도 합니다. 또한 상태방정식 매개변수 최적화, 새로운 상태방정식 개발 등 지속적인 연구가 필요할 것으로 보입니다.
  • 자료후기

      Ai 리뷰
      이 문서는 화학공정 설계 능력 배양을 위한 실험 보고서로, 실험 과정과 결과를 체계적으로 정리하고 있습니다.
    • 자주묻는질문의 답변을 확인해 주세요

      해피캠퍼스 FAQ 더보기

      꼭 알아주세요

      • 자료의 정보 및 내용의 진실성에 대하여 해피캠퍼스는 보증하지 않으며, 해당 정보 및 게시물 저작권과 기타 법적 책임은 자료 등록자에게 있습니다.
        자료 및 게시물 내용의 불법적 이용, 무단 전재∙배포는 금지되어 있습니다.
        저작권침해, 명예훼손 등 분쟁 요소 발견 시 고객센터의 저작권침해 신고센터를 이용해 주시기 바랍니다.
      • 해피캠퍼스는 구매자와 판매자 모두가 만족하는 서비스가 되도록 노력하고 있으며, 아래의 4가지 자료환불 조건을 꼭 확인해주시기 바랍니다.
        파일오류 중복자료 저작권 없음 설명과 실제 내용 불일치
        파일의 다운로드가 제대로 되지 않거나 파일형식에 맞는 프로그램으로 정상 작동하지 않는 경우 다른 자료와 70% 이상 내용이 일치하는 경우 (중복임을 확인할 수 있는 근거 필요함) 인터넷의 다른 사이트, 연구기관, 학교, 서적 등의 자료를 도용한 경우 자료의 설명과 실제 자료의 내용이 일치하지 않는 경우
    문서 초안을 생성해주는 EasyAI
    안녕하세요 해피캠퍼스의 20년의 운영 노하우를 이용하여 당신만의 초안을 만들어주는 EasyAI 입니다.
    저는 아래와 같이 작업을 도와드립니다.
    - 주제만 입력하면 AI가 방대한 정보를 재가공하여, 최적의 목차와 내용을 자동으로 만들어 드립니다.
    - 장문의 콘텐츠를 쉽고 빠르게 작성해 드립니다.
    - 스토어에서 무료 이용권를 계정별로 1회 발급 받을 수 있습니다. 지금 바로 체험해 보세요!
    이런 주제들을 입력해 보세요.
    - 유아에게 적합한 문학작품의 기준과 특성
    - 한국인의 가치관 중에서 정신적 가치관을 이루는 것들을 문화적 문법으로 정리하고, 현대한국사회에서 일어나는 사건과 사고를 비교하여 자신의 의견으로 기술하세요
    - 작별인사 독후감
    해캠 AI 챗봇과 대화하기
    챗봇으로 간편하게 상담해보세요.
    2025년 12월 28일 일요일
    AI 챗봇
    안녕하세요. 해피캠퍼스 AI 챗봇입니다. 무엇이 궁금하신가요?
    8:31 오전