2팀 - 편집 역사

Uosche232: /* 기술개발 과제 */

2024-06-17T10:33:09Z

‎기술개발 과제

Uosche232: /* 포스터 */

2024-06-17T07:05:35Z

‎포스터

Uosche232: /* 포스터 */

2024-06-17T06:56:24Z

‎포스터

Uosche232: /* 포스터 */

2024-06-17T06:53:54Z

‎포스터

Uosche232: /* 포스터 */

2024-06-17T06:52:56Z

‎포스터

Uosche232: /* 개발 과제 관련 향후 전망 */

2024-06-17T06:50:25Z

‎개발 과제 관련 향후 전망

2024년 6월 17일 (월) 06:50에 Uosche232님의 편집

2024-06-17T06:50:00Z

Uosche232: /* 결과 및 평가 */

2024-06-17T06:48:30Z

‎결과 및 평가

Uosche232: /* 결과 */

2024-06-17T06:45:20Z

‎결과

Uosche232: /* 결과 */

2024-06-17T06:35:08Z

‎결과

@@ 5번째 줄: / 5번째 줄: @@
 ''' 국문 : ''' 최적화 모델링 언어를 사용한 DWC의 simulation과 최적화
-''' 영문 : ''' Simulation and Optimization of DWC based on optimization modeling language
+''' 영문 : ''' Simulation and Optimization of Dividing Wall Column using Pyomo
 ===과제 팀명===

← 이전 판		2024년 6월 17일 (월) 07:05 판
631번째 줄:		631번째 줄:

	==포스터==		==포스터==
−	[[~~미디어~~:프로젝트종합설계 포스터 유준재교수님 1팀 장민주노지현진형민.~~ogg~~]]	+	[[파일:프로젝트종합설계 포스터 유준재교수님 1팀 장민주노지현진형민.png\|1080픽셀\|섬네일\|가운데\|프로젝트 종합 설계 포스터]]

← 이전 판		2024년 6월 17일 (월) 06:56 판
631번째 줄:		631번째 줄:

	==포스터==		==포스터==
−	[[파일:프로젝트종합설계 포스터 유준재교수님 1팀 장민주노지현진형민.~~png\|가운데\|프로젝트 종합 설계 포스터~~]]	+	[[미디어:프로젝트종합설계 포스터 유준재교수님 1팀 장민주노지현진형민.ogg]]

← 이전 판		2024년 6월 17일 (월) 06:53 판
631번째 줄:		631번째 줄:

	==포스터==		==포스터==
−	[[파일:프로젝트종합설계 포스터 유준재교수님 1팀 장민주노지현진형민.png~~\|1080픽셀\|섬네일~~\|가운데\|프로젝트 종합 설계 포스터]]	+	[[파일:프로젝트종합설계 포스터 유준재교수님 1팀 장민주노지현진형민.png\|가운데\|프로젝트 종합 설계 포스터]]

← 이전 판		2024년 6월 17일 (월) 06:52 판
631번째 줄:		631번째 줄:

	==포스터==		==포스터==
		+	[[파일:프로젝트종합설계 포스터 유준재교수님 1팀 장민주노지현진형민.png\|1080픽셀\|섬네일\|가운데\|프로젝트 종합 설계 포스터]]

@@ 624번째 줄: / 624번째 줄: @@
 ◇ Dividing Wall Column(DWC)은 에너지 절감, 공간 절약, 운영비용 절감, 공정 최적화 등 다양한 이점을 제공하는 기술로, 향후 전망이 매우 밝다. 이 기술은 다양한 산업 분야에서 점점 더 많이 채택될 것으로 예상된다. 특히, 에너지 효율성과 환경 규제 준수가 중요한 시대적 흐름 속에서 DWC는 더욱 주목받을 것이다.
- ◇ 현재 DWC에 대한 실험 연구는 추출, 공비 및 반응 증류 응용의 추가 개발과 구현을 지원하는 지식을 획득하는 데 초점을 두고 있다. 더 나아가, 한층 더 복잡하고 정교한 모델을 개발하고 검증하기 위해, 필요한 실험적 증거를 제공하는 연구도 지속해서 필요하다. DWC는 이미 증류에서 공정 강화를 위한 성공 사례로 간주될 수 있으며, 지속적인 혁신과 발전이 이루어진다면 다양한 산업 분야에서의 활용과 함께 글로벌 시장에서의 경쟁력을 강화할 수 있을 것이다.
+◇ 현재 DWC에 대한 실험 연구는 추출, 공비 및 반응 증류 응용의 추가 개발과 구현을 지원하는 지식을 획득하는 데 초점을 두고 있다. 더 나아가, 한층 더 복잡하고 정교한 모델을 개발하고 검증하기 위해, 필요한 실험적 증거를 제공하는 연구도 지속해서 필요하다. DWC는 이미 증류에서 공정 강화를 위한 성공 사례로 간주될 수 있으며, 지속적인 혁신과 발전이 이루어진다면 다양한 산업 분야에서의 활용과 함께 글로벌 시장에서의 경쟁력을 강화할 수 있을 것이다.
- ◇ 특히, Pyomo와 같은 Python 기반의 오픈 소스 최적화 모델링 언어를 활용한 연구는 DWC 모델링과 최적화를 크게 향상할 것이다. Pyomo를 통해 복잡한 공정을 수학적으로 모델링하고 최적화함으로써 DWC의 상용화를 앞당길 수 있다. 이 과정에서 MESH 방정식을 기반으로 한 모델링 기법은 DWC의 열역학적 우수성을 수치상으로 입증하고, 최적의 운전 조건을 찾는 데 중요한 역할을 할 것이다.
+◇ 특히, Pyomo와 같은 Python 기반의 오픈 소스 최적화 모델링 언어를 활용한 연구는 DWC 모델링과 최적화를 크게 향상할 것이다. Pyomo를 통해 복잡한 공정을 수학적으로 모델링하고 최적화함으로써 DWC의 상용화를 앞당길 수 있다. 이 과정에서 MESH 방정식을 기반으로 한 모델링 기법은 DWC의 열역학적 우수성을 수치상으로 입증하고, 최적의 운전 조건을 찾는 데 중요한 역할을 할 것이다.
- ◇ 향후 DWC 기술의 발전은 기술적 측면에서는 정확한 모델링 및 시뮬레이션, 운영비용 감소 및 효율성 향상의 기대효과를 가져올 것이며, 경제적 및 사회적 파급효과 측면에서는 산업 경제성 강화, 지속 가능한 발전 촉진, 기술 혁신과 경쟁력 강화의 파급효과를 가져올 것이다.
+◇ 향후 DWC 기술의 발전은 기술적 측면에서는 정확한 모델링 및 시뮬레이션, 운영비용 감소 및 효율성 향상의 기대효과를 가져올 것이며, 경제적 및 사회적 파급효과 측면에서는 산업 경제성 강화, 지속 가능한 발전 촉진, 기술 혁신과 경쟁력 강화의 파급효과를 가져올 것이다.
 ==포스터==

← 이전 판		2024년 6월 17일 (월) 06:50 판
620번째 줄:		620번째 줄:
	\|}		\|}
	</div>		</div>
		+
		+	==개발 과제 관련 향후 전망==
		+	◇ Dividing Wall Column(DWC)은 에너지 절감, 공간 절약, 운영비용 절감, 공정 최적화 등 다양한 이점을 제공하는 기술로, 향후 전망이 매우 밝다. 이 기술은 다양한 산업 분야에서 점점 더 많이 채택될 것으로 예상된다. 특히, 에너지 효율성과 환경 규제 준수가 중요한 시대적 흐름 속에서 DWC는 더욱 주목받을 것이다.
		+
		+	◇ 현재 DWC에 대한 실험 연구는 추출, 공비 및 반응 증류 응용의 추가 개발과 구현을 지원하는 지식을 획득하는 데 초점을 두고 있다. 더 나아가, 한층 더 복잡하고 정교한 모델을 개발하고 검증하기 위해, 필요한 실험적 증거를 제공하는 연구도 지속해서 필요하다. DWC는 이미 증류에서 공정 강화를 위한 성공 사례로 간주될 수 있으며, 지속적인 혁신과 발전이 이루어진다면 다양한 산업 분야에서의 활용과 함께 글로벌 시장에서의 경쟁력을 강화할 수 있을 것이다.
		+
		+	◇ 특히, Pyomo와 같은 Python 기반의 오픈 소스 최적화 모델링 언어를 활용한 연구는 DWC 모델링과 최적화를 크게 향상할 것이다. Pyomo를 통해 복잡한 공정을 수학적으로 모델링하고 최적화함으로써 DWC의 상용화를 앞당길 수 있다. 이 과정에서 MESH 방정식을 기반으로 한 모델링 기법은 DWC의 열역학적 우수성을 수치상으로 입증하고, 최적의 운전 조건을 찾는 데 중요한 역할을 할 것이다.
		+
		+	◇ 향후 DWC 기술의 발전은 기술적 측면에서는 정확한 모델링 및 시뮬레이션, 운영비용 감소 및 효율성 향상의 기대효과를 가져올 것이며, 경제적 및 사회적 파급효과 측면에서는 산업 경제성 강화, 지속 가능한 발전 촉진, 기술 혁신과 경쟁력 강화의 파급효과를 가져올 것이다.
		+
		+	==포스터==

← 이전 판		2024년 6월 17일 (월) 06:48 판
579번째 줄:		579번째 줄:
	</div>		</div>
	:◇이를 통해, 보편적인 순도인 99%를 달성하려는 목표를 세울 때 단 수를 늘리는 것이 Capital Cost를 발생시킨다고 해도 53%라는 커다란 이익을 가져온다는 것을 알 수 있다.		:◇이를 통해, 보편적인 순도인 99%를 달성하려는 목표를 세울 때 단 수를 늘리는 것이 Capital Cost를 발생시킨다고 해도 53%라는 커다란 이익을 가져온다는 것을 알 수 있다.
		+
		+	===개발 과제 평가===
		+	<div style="text-align: center;">
		+	{\| class="wikitable"
		+	\|+
		+	! 평가 항목
		+	! 평가 방법
		+	! 적용 기준
		+	! 개발 목표치
		+	! 비중 (%)
		+	! 평가 결과
		+	\|-
		+	\| 1. 기본 DWC 모델
		+	\| simulation
		+	\| MESH 방정식을 적용한 기본적인 DWC 모델의 구현
		+	\| 단수 추가로 simulation의 확장 가능성
		+	\| 20%
		+	\| 단수를 5,10,10,5로 추가한 모델 구현
		+	\|-
		+	\| 2. 현실적 형태로 정교하게 수정
		+	\| 상수 취급한 Cp를 온도의 함수로 수정한 simulation
		+	\| 참고문헌을 통해 Cp(T)를 다항식화 Cp(T)dT의 적분으로 온도변화 영향 고려
		+	\| 온도영향을 고려한 형태로 수정
		+	\| 20%
		+	\| 온도영향을 고려한 형태로 수정
		+	\|-
		+	\| 3. Out Stream에서 각 구성요소 최대화
		+	\| RR, BR, F_S를 변수화한 형태로 simulation 발전
		+	\| parameter 변수화 out stream의 구성요소 maximize화
		+	\| RR, BR, F_S 변수화 이후 objective 설정을 통해 각 구성요소 최대화 확인
		+	\| 20%
		+	\| RR, BR, F_S 변수화 이후 objective 설정을 통해 각 구성요소 최대화 확인
		+	\|-
		+	\| 4. Cost를 고려한 최적의 설계
		+	\| Capital, Operation cost를 고려하여 최적의 단수 파악
		+	\| 몰분율 및 Cost의 비교로 효율 극대화 alpha, beta 변수화 및 Cost를 고려한 모델 구현
		+	\| 비용, 에너지 효율성에 대한 최적화
		+	\| 40%
		+	\| 비용, 에너지 효율성에 대한 최적화
		+	\|}
		+	</div>

← 이전 판		2024년 6월 17일 (월) 06:45 판
535번째 줄:		535번째 줄:
	[[파일:fig_13.png\|600픽셀\|섬네일\|가운데\|[fig.13] Operation&Capital cost plot of spec 1]]		[[파일:fig_13.png\|600픽셀\|섬네일\|가운데\|[fig.13] Operation&Capital cost plot of spec 1]]
	[[파일:fig_14.png\|600픽셀\|섬네일\|가운데\|[fig.14] Operation&Capital cost plot of spec 2]]		[[파일:fig_14.png\|600픽셀\|섬네일\|가운데\|[fig.14] Operation&Capital cost plot of spec 2]]
		+
		+	: ◇ spec을 변경하기 전의 결과를 보면(fig.13), Capital Cost의 기울기가 Operation Cost의 접선 기울기보다 항상 크다는 것을 알 수 있다. 이는 (5, 10, 10, 5)에서 더 이상 단 수를 늘릴 필요가 없음을 의미한다. 자본 비용 투자를 늘려도 에너지 이득이 크지 않기 때문이다. 이런 결과를 보고 Toluene과 m-Xylene의 spec을 0.95에서 0.99로 상향 조정하여 새로운 그래프(fig.14)를 얻었다.
		+
		+	<div style="margin: 0 auto; width: 100%;">
		+	{\| class="wikitable"
		+	\|+ Slop of operation cost
		+	! N of Tray
		+	! 2
		+	! 3
		+	! 4
		+	\|-
		+	\| Slope
		+	\| 21510
		+	\| 9589
		+	\| style="color:red;" \| 3413
		+	\|}
		+	</div>
		+	:◇ spec을 상향 조정한 결과를 보면(fig.14), x축이 4일 때 (즉 (A, B, C, D) = (9, 14, 14, 9)일 때) 이후부터는 Capital Cost의 기울기가 Operation Cost의 접선 기울기보다 항상 크다. 따라서 (9, 14, 14, 9)일 때가 가장 Total Cost가 낮고, 에너지도 효율적인 상태임을 알 수 있다. 또한 보편적으로 증류 공정에서는 99%의 순도를 목표로 하므로 현실에서의 쓰임에도 훨씬 가까워졌다고 볼 수 있다.
		+
		+	<div style="text-align: center;">
		+	{\| class="wikitable"
		+	\|+ Cost Reduction for each spec
		+	\| Product Spec [2]
		+	\| [5, 10, 10, 5]
		+	\| [9, 14, 14, 9]
		+	\| Cost Change
		+	\|-
		+	\| Operation Cost [$/year]
		+	\| 93,329
		+	\| 14,846
		+	\| style="color:red;" \| - 78,483 (–84.10%)
		+	\|-
		+	\| Capital Cost [$/year]
		+	\| 22,000
		+	\| 39,600
		+	\| style="color:red;" \| +17,600 (+80.00%)
		+	\|-
		+	\| Total Cost [$/year]
		+	\| 115,329
		+	\| 54,446
		+	\| style="color:red;" \| -60,883 (53.79%)
		+	\|}
		+	</div>
		+	:◇이를 통해, 보편적인 순도인 99%를 달성하려는 목표를 세울 때 단 수를 늘리는 것이 Capital Cost를 발생시킨다고 해도 53%라는 커다란 이익을 가져온다는 것을 알 수 있다.

← 이전 판		2024년 6월 17일 (월) 06:35 판
532번째 줄:		532번째 줄:
	*Model 3) Capital Cost를 포함한 최적화 (total cost minimize)		*Model 3) Capital Cost를 포함한 최적화 (total cost minimize)
	:◇ spec 변경 전후에 따른 Operation Cost & Capital Cost 그래프는 다음과 같다. 이때 Operation Cost의 경우 A, B & C, D 각 섹션의 단을 한 단씩 늘려가며 계산한 값이다. 따라서 단 수는 (5, 10, 10, 5)에서 (6, 11, 11, 6)으로, (7, 12, 12, 7)으로 증가해 간다. 따라서 전체 단의 개수가 4개씩 증가하므로 Capital Cost는 4400 dollar/year로 계산할 수 있다.		:◇ spec 변경 전후에 따른 Operation Cost & Capital Cost 그래프는 다음과 같다. 이때 Operation Cost의 경우 A, B & C, D 각 섹션의 단을 한 단씩 늘려가며 계산한 값이다. 따라서 단 수는 (5, 10, 10, 5)에서 (6, 11, 11, 6)으로, (7, 12, 12, 7)으로 증가해 간다. 따라서 전체 단의 개수가 4개씩 증가하므로 Capital Cost는 4400 dollar/year로 계산할 수 있다.
		+
		+	[[파일:fig_13.png\|600픽셀\|섬네일\|가운데\|[fig.13] Operation&Capital cost plot of spec 1]]
		+	[[파일:fig_14.png\|600픽셀\|섬네일\|가운데\|[fig.14] Operation&Capital cost plot of spec 2]]