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화공의 기본 뼈대가 되는 것이 화공양론으로, 화공양론을 마스터하면 화공의 50%는 배웠다고 보면 된다. 1) 차원(dimension) 과 단위차원이라고 하면 측정되는 값의 특성을 나타내는 것이다. 차원에는 길이, 시간, 질량, 온도 등등이 있고 기호로 L,t,m,T 등으로 나타낼 수 있다. 어떤 값을 측정했을 때, 차원이 같으면 비교가 가능하지만 차원이 다르면 비교할 수 없다. 단위는 차원을 나타내는 수단으로 기본단위인 m,s, kg, K등이 있고 이들을 연산하여 유도단위를 만들 수 있다. 2) 단위환산단위에서 가장 중요한 것은 환산이다. 세상에는 많은 단위계가 존재하므로, 어떤 단위를 다른 단위로 바꿔야 할 수 있다.이때 환산하는 방법은 환산인자를 곱하는 것이다. 다음은 단위 환산의 예시이다. **단위..

챕터 1: 화학공학이란 무엇인가?화학제품을 만드는 것이 화학공학자가 하는 일이며 이는 화학공정의 설계를 통해 이루어진다. 제품마다 공정은 천차만별이지만 모든 공정에는 기본이 되는 3공정이 존재한다. 원료의 조제-반응-분리 및 정제 이처럼 각종 화학공정을 바라보면 공통점이 존재하게 된다. 예를 들어 반응 및 분리, 수송, 열교환과 같은 조작이 존재한다. 따라서 이러한 공통적인 조작을 공부하여 체계화시키면 어떤 공정의 설계문제가 주어지든 이를 해석하고 풀어나갈 수 있을 것이다. 이를 단위조작이라고 부른다. 따라서 화학공학은 단위조작의 학문이다. 단위조작을 통해 공정을 설계하고 평가하여 최적의 공정도를 만들어내는 학문=화학공학 화학공학의 체계는 다음과 같다. 체계-과목 순서1)물질수지와 에너지 수지-화공계산,..

증류란 서로간의 휘발성 차이(상대 휘발도 - relative volatility)를 이용해 혼합물을 분리하는 것을 의미한다. 물과 유기용매가 섞여있을 때, 가열하여 물은 끓지 않으면서 유기용매는 끓는 온도를 설정한 후 기체만을 포집하면 그 기체에는 유기용매가 많이 섞여있을 것이다. (끓는 점이 아니라도 물 역시 증발한다는 점에 유의) 1.기액평형도 증류의 이론적 기초가 되는 것은 기액평형이다. 이번 스터디에서는 벤젠과 톨루엔의 혼합물을 통해 증류에 대해 알아본다. 대기압이 1기압일 때, 벤젠의 끓는점은 80.1C, 톨루엔의 끓는 점은 110.6C이다. 여기서 알 수 있는 것은, 벤젠의 경우 기체가 되기 쉽고 톨루엔은 상대적으로 액체가 되기 쉽다는 것이다. 잠시 관점을 전환하여 온도가 아닌 압력의 관점에서..

공기에 오염물이 섞여있을 때, 이를 액체에 통과시켜 오염물을 제거하는 것이 흡착 분리이다. 이번 챕터에서는 공기에 벤젠(오염물)이 섞여 있을 때, 이를 오일에 통과시켜 분리하는 예제를 통해 흡수에 의한 분리를 알아본다. ex) 100kg/min 의 공기에 1kg/min의 벤젠이 섞인 물질이 오일층을 통과한다. 이때 오일 중 벤젠의 평형 농도는 1kg 벤젠/100kg 오일이다. 그림은 다음과 같다. 먼저 다음과 같은 그림을 그린다. y축은 공기중 벤젠의 비율, x축은 오일 중 벤젠의 비율이다. 맨 처음 조건에서는 공기중에 벤젠이 존재하고 오일에는 벤젠이 없을 것이다. 이때, 질량보존 법칙에 의해 다음 식이 성립한다. 맨 마지막 식이 의미하는 것은 평형선에서 점과 시작점에서 점 사이의 기울기는 오일과 공기의..

챕터2: 유체역학 유체의 거동은 프로세스 공학에서 일반적으로 중요하며 단위조작의 기본 분야 중 하나이다. 유체를 잘 알아야 관과 펌프와 같은 프로세스 장치에서 유체 이동에 관한 문제를 제대로 다루고, 열흐름, 확산 및 물질 전달에 기초한 분리 조작을 공부할 수 있다. 유체의 거동을 다루는 분야는 유체역학이다. 유체+응력을 받는 고체까지 다루는 넓은 분야는 연속체역학이라 한다. 단위조작에서 필요한 것은 유체역학 중 전단응력이 존재하지 않는 평형 상태의 유체를 다루는 유체정역학과 일부가 상대적으로 움직이는 유체를 다루는 유체동역학의 두 분야로 유체역학을 나눈다. 섹션2는 9장까지 구성되어있는데, 각각은 다음과 같다. 2장:유체 정역학과 기본 응용3장:유체 흐름에서 나타나는 중요 현상 검토4장:유체 흐름의 정..

화학공학자는 화학 물품을 제조하는 공정을 설계한다. 어떤 주제이든 다음 두 가지 사실에 기초하면 대부분의 프로세스(공정)을 실용적으로 설계할 수 있다.1)개별 프로세스는 무수하지만, 그들은 기본 구성 단계인 단위조작으로 분할할 수 있다.2)프로세스가 다르더라도 각 단위조작은 기법이 공통적이며 과학적 기초 원리가 동일하다. 대부분의 프로세스에서는 고체나 유체를 수송하고, 열이나 에너지를 전달하며 건조, 분쇄, 증류, 증발 등의 조작이 수행된다. 산업에 관계없이 프로세스에 이러한 조작이 응용되므로, 이들을 체계화하면 모든 프로세스를 간편하게 다룰 수 있다는 것이 단위조작의 기본 개념이다. 프로세스 중에서 화학적인 부분은 반응속도론이나 반응공학에서 다룬다. 반응물의 준비. 생성물의 분리 및 정제, 미반응물의..

이번 스터디를 통해 유니심 프로젝트에 대해 알아보는 시간을 가져보자. 열 통합 가스화를 위한 활엽수 바이오매스의 합성가스 특성 시뮬레이션 모델 1. 배경지식 -가스화는 바이오매스로부터 열 및 전력을 생산하는 기술이다. 바이오 매스를 건조 후 고온에서 열분해하면 가스가 생성되는데, 이것이 연료가스이며 이를 보일러, 엔진, 연소 터빈 등의 장비에 사용하여 열 및 전력을 생산할 수 있다. -바이오 매스는 생물자원을 의미하며 다음 종류가 주로 바이오 매스로 사용된다. 이들을 펠릿, 칩 등으로 압축시켜 사용하게 된다. 에너지 작물 Energy crops 임목 옥수수 밀 동물성 동물의 지방과 기름: 고래기름 동물의 배설물 에너지 재활용 가능한 유기 폐기물 organic waste 농업 잔류물 agricultural..