[화공실험]냉각탑 실험 결과레포트

Ⅰ. 서론 1.1 실험 개요 냉각탑은 냉방기기의 보급 및 중화학공장에서 다량의 냉각수를 재이용하게 되면서 급속하게 이용도가 증가하여 왔다. 본 실험은 신형의 증발냉각 시스템의 구조, 디자인과 조작 특징을 인식하게 한다. 온수와 불포화 공기를 향류로 접촉시켜 증발 잠열에 의한 냉각 효과와 열 및 물질의 동시 이동에 관한 기본 개념을 이해한다. Ⅱ. 이론 2.1 실험이론 가열된 온수와 불포화 공기를 직접 접촉시키면 온수의 일부가 증발하면서 물의 온도가 내려 간다. 열 및 물질수지 도표는 그림 4-1과 같다. 물의 증발량은 유량에 비하여 대단히 적다고 하면 그림 4-1의 미소 부분에 대한 엔탈피 수지를 세우면 다음과 같다. (1) 여기서 = 물의 비열, = 공기의 질량속도, = 액체의 질량속도, H = 엔탈피이다. 물의 비열이 일정하다고 가정하고 식(1)을 적분하면 다음과 같다. (2) 그림 4-1. 냉각탑의 열과 물질수지 선도 위의 식은 , 및 이 일정하므로 엔탈피-온도 도표에 그리면 양 끝점이 ()와 ()인 직선이 되며 이를 조작선이라 부른다. 냉각탑 단위부피당 유효전열적을 [, 기-액 계면에서 온도를 라 하면 액측에서 계면으로 이동하는 전열속도는 다음과 같다. (3) 또 계면에서 기체 측으로 이동하는 현열에 의한 전열속도는 (4) 와 같으며 여기서 는 각각 액체 및 기체에 대한 열전달계수, 는 공기 습윤비열이다. 냉각탑 단위부피당 유효접촉면적을 [, 기-액 계면에서 공기의 절대습도를 라 하면 액 측의 증발에 의한 물질전달속도는 다음과 같이 나타낼 수 있다. (5) 따라서 잠열에 의한 열전달 속도는 - (6) 계면에서 기체 측으로 이동한 총 전열속도는 현열과 잠열에 의한 전열속도의 합과 같으므로 를 가정하면 식 (4)와 (6)으로부터 다음 식이 얻어진다. (7) 온도 에서 습한 공기의 엔탈피는 (8) 로 나타낼 수 있으며 물과 공기의 경우 Lewis 관계 가 성립하기 때…
로 나타낼 수 …