유효 연돌 높이의 개념

1. 소개: 유효 연돌 높이의 중요성

유효 연돌 높이는 화학 및 환경 공학 분야에서 매우 중요한 파라미터 중 하나로, 반응기 내의 효과적인 혼합 및 반응을 평가하는 데 사용됩니다. 이는 반응의 효율성과 제품의 품질에 직접적인 영향을 미치며, 최적의 유효 연돌 높이를 설정하는 것은 공정 최적화에 필수적입니다.

2. 유효 연돌 높이의 개념

유효 연돌 높이는 반응기 내에서의 액체 혼합의 정도를 나타냅니다. 높은 유효 연돌 높이는 반응 확산과 혼합을 향상시키며, 반응 물질 간의 균일한 분포를 유지하는 데 도움이 됩니다.

3. 유효 연돌 높이의 중요성

반응 속도 향상 (1): 유효 연돌 높이가 높을수록 반응물 간의 충돌이 더 자주 일어나므로 반응 속도가 향상됩니다.

혼합 효율 (2): 유효 연돌 높이가 높을수록 혼합이 더 효율적으로 이루어져 화학 반응의 균일한 진행을 도모합니다.

4. 유효 연돌 높이의 측정

유효 연돌 높이는 다양한 방법으로 측정됩니다. 가장 일반적인 방법 중 하나는 전류 트레이서나 색소를 사용하여 유효 연돌 높이를 추적하는 것입니다.

5. 예제: 유효 연돌 높이의 계산

가정: 특정 화학 반응기에서의 유효 연돌 높이를 계산해보겠습니다. 화합물 A와 B의 반응으로 생성되는 C의 유효 연돌 높이를 계산하는 식은 다음과 같습니다.

6. 결과 및 해석

위의 식을 사용하여 특정 반응에서의 유효 연돌 높이를 계산할 수 있습니다. 이를 통해 효율적인 혼합과 반응이 어떻게 이루어지는지를 평가할 수 있습니다.

7. 결론

유효 연돌 높이는 화학 및 환경 공학에서 효율적인 반응과 혼합을 설계하고 최적화하는 데 필수적인 파라미터입니다. 이를 적절히 조절함으로써 반응 공정의 안정성과 생산성을 향상시킬 수 있습니다.

 

유효 연돌 높이

He = H + △H = H + (Hm + Ht)

H : 굴뚝높이(m)

Ht : 부력 상승높이(m)

Hm : 운동량 상승높이(m)

He : 유효 굴뚝높이(m)

△H : 연기 유효 상승고도(m)

유효 연돌 높이(He) - Cmax - Xmax의 관계(sutton식)

최대 착지농도 : Cmax = 2·Q /(π·е·U·He²) x (Kz/Ky)

최대 착지거리 : Xmax = (He/Kz)^(2/2-n)

여기서,

Q : 오염물질의 배출률(유량 x 농도)

π : 3.14

е : 2.718

U : 풍속(m/sec)

He : 유효굴뚝고(m)

Ky, Kz : 수평 및 수직 확산계수

예제>

실제 굴뚝고가 40m, 굴뚝내경이 6m, 굴뚝 가스배출속도가 15m/sec, 굴뚝주위의 풍속 이 5m/sec라면 유효 굴뚝높이는? (단, △H = (1.5 Vs x D ) / U를 이용하라.)

<풀이>

He = H + △H H : 실제 굴뚝높이 = 40m

△H : 연기의 유효상승고 = (1.5 Vs x D ) / U = 1.5 x 15 x 6/5 = 27 m

∴ He = 40 + 27 = 67m