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Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.13, No.4, 366-371, June, 2002
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전도도 측정에 의한 암모니아 수용액의 농도 예측: NH3/H2O 계의 기액 상평형 기초 실험
Concentration Prediction of Ammonia Solution by Conductivity Measurements: Preliminary Experiments on Vapor-liquid Equilibrium of NH3/H2O System
은희춘, 구기갑†, 정시영1, 김병주2
  • 서강대학교 화학공학과, 서울 121-742
  • 1서강대학교 기계공학과, 서울 121-742
  • 2홍익대학교 기계공학과, 서울 121-791
Hee Chun Eun, Kee Kahb Koo†, Siyoung Jeong1, and Byong Joo Kim2
  • Department of Chemical Engineering, Sogang University, Seoul 121-742, Korea
  • 1Department of Mechanical Engineering, Sogang University, Seoul 121-742, Korea
  • 2Department of Mechanical Engineering, Hongik University, Seoul 121-791, Korea
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초록
NH3/H2O계 흡수식 냉동기를 설계, 개발하고 유지, 보수하기 위해서는 각 운전 요소에서 암모니아의 농도 측정이 필수적이다. 현재 적정법 등에 의해 암모니아의 농도를 측정하고 있으나 고압의 유체를 추출하는 과정에서 시료의 기화 또는 응축이 발생하여 측정 오차가 발생할 가능성이 크다. 그러므로 정확한 측정을 위해서는 암모니아의 농도는 장치 내부에서 실시간으로 측정되어야 한다. 본 연구는 전도도를 이용한 인라인 농도 측정 방법 개발을 위한 예비 실험으로 전도도 측정을 위한 백금 전극 및 암모니아의 부식에 견딜 수 있는 용기를 제작하였다. 농도 25% 이하의 암모니아 수용액에 대해 전도도를 측정하였고 전도도와 농도 사이에 상관 관계가 있음을 확인하였다. 흡수식 냉동기의 작동 조건과 유사한 범위에서의 실험을 위해 암모니아 가스를 가압하여 주입하고 일정 온도, 압력에서 평형이 유지되는 장치를 제작하였고 기상과 액상의 조성 및 전도도를 동시에 측정하였다. 또한 기존의 실험 데이터에 Patek and Klomfar에 의해 제안된 NH3/H2O 계의 기액 상평형 상관식을 적용하여 정확도를 평가하였다.
Concentration Measurements of ammonia are important for the design, development and maintenance of a NH3/H2O absorption refrigeration system. The titration method has been commonly used as a concentration measurement method. However, during the sampling, a significant experimental error can occur due to either evaporation or condensation of the sampled component. To obtain more accurate data, the concentration must be measured within the system. The present study was conducted as a preliminary study for development of an in-line concentration prediction method by conductivity measurements. A platinum electrode with measuring instruments resistant to corrosive ammonia were prepared. The conductivity of ammonia solution (<25%) was measured and it was confirmed that conductivity correlates the concentration. To extend the experimental range, similar to the working conditions of absorption refrigerator, an apparatus that can pressurize the ammonia gas and analyze the composition of vapor and liquid phases was built. In this apparatus the conductivity and composition are measured simultaneously. In the evaluation of the accuracy of correlation for the vapor/liquid equilibrium of NH3/H2O system, the method suggested by Patek and Klomfar was utilized.
Keywords:absorption refrigerator;ammonia;conductivity;vapor/liquid equilibrium
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