증기란 무엇인가?

소개

증기에 관련된 레포트입니다.

목차

1. 에너지, 온도, 압력
1.1 열에너지
1.2 온도
1.3 압력
2. 열과 열전달
2.1 열 및 열전달
2.2 열측정 및 비열
3. 증기
3.1 액체 엔탈피, 현열(hf)
3.2 증발 엔탈피, 잠열(hfg)
3.3 전열(hg)
4. 증기와 다른 열매체
4.1 물
4.2 열매유(High temperature thermal fluids)
4.3 증기
5. 열전달의 장애물
5.1 공기, 물 스케일
6. 과열증기
6.1 보일러에서의 과열증기 발생
6.2 감압을 통한 과열증기 발생
6.3 과열증기의 이용
7. 응축수와 재증발증기
7.1 응축수
7.2 재증발증기

본문내용

1. 에너지, 온도, 압력
1.1 열에너지
열에너지에 사용되는 SI 단위는 1 N m의 일로서 정의되는 J, 1 J/s로 정의되는 W이다.
(1 cal=4.1868 J)

1.2 온도
SI 단위에서, 온도는 ℃나 K 단위로 나타낸다. 열역학에서는 K가 일반적으로 사용되는 단위이다.
1.2.1 섭씨온도(℃)
표준 대기압 하에서 물의 어는점을 0도, 물의 끓는점을 100도로 정하고 그 사이를 100등분하여 1등분을 1도로 한온도이다. 섭씨온도는 사용이 편하기 때문에 가장 일반적으로 사용되는 온도 단위이다.
1.2.2 절대온도 또는 켈빈온도(K)
모든 물질의 분자와 원자 활동이 중지되는 최저 허용온도(-273 ℃)에 해당되는 온도를 0 K로 하고 있으며, 섭씨온도(℃)와 같은 증가량을 갖는 온도이다.물이 얼음으로 변하는 절대온도는 273 K이다. 그래서 두 가지 온도(℃, K)는 다음의 관계에 의해 상호 변환이가능하다.
T (K) = t(℃) + 273
1.2.3 삼중점(Triple Point)
순수한 물의 삼중점은 얼음, 물 그리고 증기가 이론적으로 열역학적 평형상태에서 공존할 수 있는 특별한 온도와 압력의 조합이다. 이것이 발생하는 온도는 국제적으로 절대온도 단위의 고정점으로 인정되고 있으며, 0.006112 bar abs의 압력에서273.16 K(= 0.01 ℃)로 정의된다. 이 압력은 거의 완전 진공에 가깝다. 오직 이 온도와 압력에서 물의 3가지 상이 공존할 수 있다. 이 점 이하의 압력을 유지하면서 가열을 하면, 얼음이 녹아 물로 변하여 증발하지 않고 얼음에서 증기로 바
로 승화된다. 삼중점은 학술적인 관심의 대상일 뿐, 일상적으로 사용하는 증기에는 전혀 의미가 없다.
1.2.4 임계점(CP : Critical Point)
물은 압력이 증가함에 따라 끓는 온도도 높아지기 때문에 물의 끓는점은 명확히 정의되어 있다. 이것은 임계점까지는 맞는 사실이다. 임계점인 374.15 ℃, 221.2 bar abs이상에서 물은 더이상 끓는 과정이 없다. 이 점보다 고압상태의 물을 초임계 상태라고 하고, 여기서는 끓는점이 정의되어 있지 않다. 임계점은 이론적인 관심의 대상일뿐, 일반적인 압력에서 사용되는 증기에는 중요하지 않다.

1.3 압력
1.3.1 절대압력(bar abs)
이것은 완전 진공(0 bar abs)에서 부터 측정된 압력이다.
1.3.2 계기압력(bar g)
이것은 대기압에서부터 측정된 압력이다. (계기압력 = 절대압력 – 대기압)
1.3.3 진공 또는 부압
대기압 이하의 압력이다. -1 bar g의 압력은 완전 진공(1.0 bar vac)에 거의 가깝다. 0.3 bar vac이라고 하는 진공은 -0.3 bar g 또는 0.7 bar abs에 해당된다.

2. 열과 열전달
에너지는 전기적, 기계적, 화학적, 열에너지 등의 다양한 형태로 존재할 수 있다. 기계적 에너지의 경우, 보통에너지 전달이나 일의 결과로 발생한 움직임을 통해 알수 있다. 예를 들어, 차가 길에서 이동하기 위해서는 타이어와 길 사이의 마찰저항 및 공기저항에 의해 발생된 힘 ‘F’을 상쇄하기 위해 일을 하여야 한다. 저항이 더 커지거나 움직이는 거리가 더 멀어질수록, 뉴톤의 운동법칙에 따라 더 많은 일이 제공되어야 한다.
그러므로, (일 = 힘 × 거리, W = F(뉴톤) × D(미터))
일이나 기계적 에너지 전달에 사용되는 SI 단위는 J(줄)이며, 이는 1 m의 거리에 대한 1 N의 저항력을 극복하기 위해 필요한 일이다. 그러므로 1 J(= 0.239 cal) = 1 N m(뉴톤 미터)

참고자료

· 없음