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NTIS 바로가기한국전산유체공학회지 = Journal of computational fluids engineering, v.21 no.3 = no.74, 2016년, pp.110 - 117
신찬영 (국민대학교 일반대학원 기계공학과) , 김혜준 (국민대학교 일반대학원 기계공학과) , 안준 (국민대학교 기계시스템공학부)
It is a essential to minimize production of by-products for economically effective petrochemical process. In order to find key factor to achieve the effective process, 2-dimensional computational fluid dynamics considering a variety of physics such as convective and radiative heat transfer and therm...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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전산 유체 해석이 에틸렌 화학공업관련 분야에서 큰 강점을 가지게 된 이유는 무엇인가? | 석유화학공업에서 발생하는 많은 문제들 중 특히 공정 비용 측면에서, 부산물은 열분해 공정 이후 진행되는 정제 공정 에서 발생하는 비용적인 문제와 직접적인 관련이 있다. 에틸렌 생산을 위한 에탄 열분해 과정의 경우, 운전 조건에 따라 에틸렌 선택도(selectivity)가 변하는 것으로 알려져 있으며 정제 공정의 비용을 최소화하기 위하여 관형 반응기 내 물질및 열전달 특성과 화학 반응에 대한 상세한 연구가 필요로 하게 되고 그에 따라 전산 유체 해석이 본 분야에서 큰 강점을 가지게 된다. | |
전산 유체 해석 중 1차원 해석의 한계점은 무엇인가? | 하지만 종래의 연구들은 주로 1차원 해석이 대부분이며 컴퓨터의 발전과 함께 최근에 2차원 해석과 함께 반경 방향 구배에 대한 연구들이 진행 되어 오고 있다. 1차원 가정은 반경 방향에 대해 국소적으로 분포하는 부산물들과 결합을 일으키는 혼합의 영향을 적절하게 고려할 수 없어 부산물 생성 메커니즘과 출구 수율을 예측하는 데 많은 어려움이 있다고 알려져 있다[2]. | |
관형 반응기란 어떤 장치인가? | 관형 반응기는 열분해(thermal cracking), 중합 공정 (polymerization process), 의약품 생산 공정(pharmaceutical process) 등 다양한 화학 공정 산업에서 중요하게 사용되는 설비 중 하나로 유체의 유동과 함께 열전달 및 화학 반응이 동시에 일어나는 복합적인 장치이다. 관형 반응기에 대한 설계는 앞서 언급한 다양한 물리적인 현상에 대한 이해와 실험을 통한 경험의 축적을 바탕으로 진행되고 있으며, 주로 실험실 규모(pilot plant)의 기초 실험과 함께 스케일 업(scale-up) 과정이 뒤를 잇는다. |
2005, Schmidt, L.D., "The Engineering of Chemical Reactions," Second edition, Oxford university press.
2004, Van Geem, K.M., Heyndericks, G.J. and Marin, G.B., "Effect of Radial Temperature Profile on Yields in Steam Cracking," AIChE, Vol.50, pp.173-183.
1979, Sundaram, K.M. and Froment, G.F., "A Comparison of Simulation Models for Empty Tubular Reactors," Chemical Engineering Science, Vol.34, pp.117-124.
2006, Grag, R.K., Krishnan, V.V. and Srivastava, V.F., "Prediction of Concentration and Temperature Profiles for non-isothermal Ethane Cracking in a pipe reactor," Korean J. Chem. Eng., 23(4), pp.531-539.
1976, Froment, G.F., Vand de steene, B.O. and Van Damme, P.S., "Thermal Cracking of Ethane and Ethane-Propane Mixtures," Ind. Eng. Chem., Process Des. Dev., Vol.15, No.4.
1995, Baldyga, J. and Pohorecki,R., "Turbulent micromixing in chemical reactors a review," Chem. Eng. J., Vol.58, pp.183-195.
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