compressor는 에너지를 투입하여 기체의 압력을 상승시키는 기계로서 이 때 가해지는 에너지는 모터를 통해 임펠러를 회전시키는데 사용되며 이 과정에서 효율이 결정되며 효율이 낮을수록 투입된 에너지 대비 가스에 전달되는 power는 줄어 들게 되고 나머지는 모두 마찰손실 등으로 loss가 된다. 이러한 loss로 인해 결국 outlet gas temperature는 증가하게 된다.
이러한 관계를 규명하기 위해 compressor를 simulation하였다. component를 define할 때 pure component외에 가상의 조성을 define해야 한다.
메탄: 0.33
에탄: 0.143
프로판: 0.101
N-부탄: 0.098
I-부탄: 0.08
N-펜탄: 0.069
I-펜탄: 0.059
N-헥산: 0.078
헵탄+: 0.042
알고 있는 정보는 NBP이며 110도를 입력후,
estimate unknown을 누르면, 프로그램이 나머지 물성치들을 estimation해준다.
이 hypo 성분을 추가하고 fluid package는 PR을 define한다.
compressor model을 추가후, adiabatic efficiency를 30%로 define한다.
feed gas는 100C, 1bar이며 outlet은 5bar, flow rate는 100kgmol/h이다. 계산 결과 outlet온도는 265.8C를 예상하며 요구되는 power는 1.76E6 KJ/h이다.
만약 outlet온도가 400도라면 이 때의 adiabatic efficiency는 아래와 같이 계산한다. 즉, efficiency를 삭제하고 outlet온도를 400C 입력한다.
그러면 필요로 하는 power는 3.533E6 KJ/h로서 더 높은 power가 요구되며 이 때의 adiabatic efficiency는 14.946%이다.
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