[열역학]공정최적화에 적용한 예

소개

화학공학과 학생이거나 열역학을 듣는 학생에게 추천합니다.
case문제로 직접 푼 것이고요..
도움이 되었으면 합니다.

목차

없음

본문내용

제목: 교과서 내용을 공정 최적화에 적용한 예

가) 화학공학 교과서의 문제를 풀이한 예로써 이상기체가 다음 그림과 같이 1bar에서 16bar까지 2단 압축 되어진다.이상기체의 주입온도는 25C인데 첫 번째 압축기를 지난 후에 Inter-cooler를 통하여 처음 온도인 25C까지 냉각되어진 후에 다시 최종압력까지 압축이 일어난다. 이때, 전체 일(Work)을 최소로 하는 최적의 중간 압력 가 됨을 증명하라. 또한, 이 경우에 중간압력이 4bar 일때 전체 일이 최소가 됨을 증명하라. 단, 이상기체의 압축은 단열 가역적으로 이루어진다고 가정한다.
나) 공업적인 반응들은 표준상태의 조건에서 일어나는 경우가 드물다. 더구나 실제 반응에 있어서는 반응물들이 양론비로 섞여 있지 않고 반응이 완결되지 않을 수도 있으며 최종 온도가 초기 온도와 다를 수도 있다. 게다가 반응에 관여하지 않는 불활성 물질이 존재하여 여러 개의 반응이 동시에 일어날 수도 있다. 그렇지만 실제반응에 대한 열 효과도 이미 검토된 기본원리에 근거를 두고 계산되는데 이는 다음 예제를 통해서 가장 잘 설명될 수 있다. 예제로써 다음과 같은 문제를 생각해 보자. 20%의 과잉공기를 사용하여 메탄을 연소시킬 때 얻을 수 있는 최대 온도는 얼마인가? 메탄과 공기는 모두 25℃로 연소로에 들어간다.

참고자료

· U.M.Smith, H.C.Van Ness, M.M.Abbott, 화학공학열역학 7th Edition, McGraw-Hill, 2005
· 최상민, 열역학, 시그마프레스, 2004
· 김원배, 기본 열역학, 보성각, 2001
· Sonntag, Richard E, 열역학, 사이텍미디어,2005
· Levenspiel, Octave, 열역학의 이해, 사이텍미디어, 1998