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화학 공학의 기능과 역사적 배경은 어디부터 시작되나 본문

과학 이야기

화학 공학의 기능과 역사적 배경은 어디부터 시작되나

Raymondwoo 2020. 7. 26. 21:44

화학 공학에 대하여

화학 공학이란? 공정과 관련된 개발 및 재료의 물리적 또는 물리적 변화가 일어나는 설비의 설계 및 운영화학적 상태를 뜻하는 말입니다. 그리고 화학 공학의 프로세스는 산업 전반에 걸쳐 적용되며 화학, 물리학 및 수학의 원리에 기반을 두고 있습니다. 또한 화학공학의 법률 물리 화학 및 물리학은 실용성과 적용의 효율성 화학의 엔지니어링 작업을 뜻한다고도 볼 수 있습니다. 그리고 열역학적 고려 사항에서 비롯된 에너지 변화가 특히 중요합니다. 수학은 최적화 및 모델링의 기본 도구 입니다. 그리고 최적화란 가능한 생산적이고 경제적인 운영을 위해 재료, 시설 및 에너지를 배치하는 것을 의미합니다. 그리고 모델링은 일반적으로 컴퓨터를 사용하여 복잡한 프로세스 시스템의 이론적 수학적 프로토 타입을 구성하는 것입니다. 그렇다면 화학공학의 역사를 살펴볼까요? 화학 공학은 공정 산업만큼 오래되었습니다. 그것의 유산은 초기 문명에 의해 운영되는 발효 및 증발 과정에서 유래한다고 볼 수 있습니다. 현대 화학 공학은 19세기 후반에 대규모 화학 제조 작업의 개발로 등장했습니다. 독립적 인 전문 분야로서의 개발 과정에서 화학 공학은 지속적인 생산을 위해 대형 공장을 설계하고 운영하는 문제를 해결하는 데 중점을 두었습니다. 그리고 19세기 중반의 화학 물질 제조는 소량의 공예 작업으로 구성되었습니다. 수요 증가, 유해 배출물 배출에 대한 대중의 관심, 경쟁 공정 간의 경쟁으로 효율성 향상에 대한 인센티브가 제공되었습니다. 이로 인해 대규모 운영을위한 자원과 결합이 생겨 공예에서 과학 기반 산업으로의 전환이 발생했습니다. 결과는 제조 지식이있는 화학자에 대한 수요였습니다. 산업 화학자 또는 화학 기술자로 알려진 공정, 화학 엔지니어라는 용어는 약 1900년까지 일반적으로 사용되었습니다. 전통적인 화학 물질 제조업의 출현에도 불구하고, 석유 산업의 발전에서 화학 공학이 독창적인 학문으로 확고하게 자리 잡게 된 것은 그 역할을 통해 이루어졌습니다. 높은 수준의 효율로 물리적 분리 공정을 지속적으로 운영 할 수있는 플랜트에 대한 요구는 전통적인 화학자나 기계 엔지니어가 해결할 수없는 과제였습니다. 화학 공학 개발의 획기적인 사건은 1901년 주제에 관한 첫 교과서의 출판이었습니다. 영국 화학 컨설턴트 George E. Davis는 화학공학에 대해 이는 특정 작업을위한 플랜트 품목 설계에 집중되었다고 말하고 있습니다. 화학 공학은 혼합, 증발 및 여과와 같은 다수의 작업을 포함하는 가공 공장의 개념은, 제품이 무엇이든간에 이러한 작업의 개념은 본질적으로 유사하다고 볼 수 있습니다. 또한 단위 작업은 미국 화학 엔지니어에 의해 처음 발표되었습니다. Arthur D. 1915년 Little은 다음 40년 동안이 주제를 지배했던 화학 공학 분류의 기초를 형성했습니다. 화학 플랜트의 빌딩 블록인 단위 작업의 수는 크지 않습니다. 복잡성은 단위 작업이 수행되는 다양한 조건에서 발생합니다. 복잡한 플랜트를 기본 단위 작업으로 나눌 수있는 것과 같은 방식으로 프로세스 산업에 관련된 화학 반응을 특정 그룹으로 분류하거나 공통 특성을 갖는 단위 공정 (예를 들어, 중합, 에스테르 화 및 질화)을 말합니다. 이러한 단위 공정 분류는 공정 공학 연구에 합리화를 가져 왔습니다. 단위 접근법은 이러한 분류에 내재 된 단점, 즉 기존 관행에 근거한 제한된 전망으로 어려움을 겪었다. 이후 2차 세계 대전이 발발하게 되고, 다양한 단위 작업에 대한 기본적인 현상을 자세히 살펴보면이 물질 전달의 기본 법칙에 따라 다음을 보여 주었습니다. 열 전달 및 유체 흐름을. 이것은에 통일성을 부여하고있다 다양한 단위 작업 및 화학 공학의 개발을 주도하게 되었습니다. 또한 과학 그 자체 결과적으로, 전통적인 화학 산업 이외의 분야에서 많은 응용이 발견되었습니다. 화학 공학의 기초가되는 근본적인 현상에 대한 연구는 수학적 형태로 그들의 설명을 필요로하며보다 정교한 수학적 기술로 이어졌습니다. 디지털의 출현 컴퓨터를 사용하면 까다로운 설계 계산을 신속하게 수행 할 수있어 산업 공정을 정확하게 최적화 할 수 있습니다. 사용된 에너지원, 공장 배치 및 환경 요인과 같은 다양한 매개 변수 로 인한 변화를 정확하고 신속하게 예측할 수 있으므로 최상의 조합을 선택할 수 있습니다. 화학 엔지니어는 공정 및 플랜트 품목의 설계 및 개발에 고용됩니다. 각각의 경우에, 데이터 및 예측은 종종 파일럿 실험으로 얻어 지거나 확인되어야한다. 플랜트 운영 및 제어는 화학자보다는 화학 엔지니어의 영역이되어 가고 있습니다. 화학 공학은 새로운 프로젝트의 경제적 평가와 플랜트 건설 부문의 마케팅에 이상적인 배경을 제공합니다. 또한 화학 공학의 기본 원리는 화학 산업의 경계를 넘어 확장 된 공정의 운영, 화학 엔지니어는 전통적인 지역 이외의 다양한 운영에 고용됩니다. 플라스틱, 폴리머 및 합성섬유는 제조 과정에서 유체 흐름 및 열 전달 고려 사항과 함께 제조 과정에서 화학 반응 공학 문제를 수반하게 됩니다. 섬유의 염색은 물질 전달 문제입니다. 펄프 및 제지 제조에는 유체 흐름 및 열 전달을 고려해야합니다. 규모와 재료는 다르지만 현대식 식품 생산에서 다시 발견됩니다. 제약 산업은 화학 공학 문제를 제시하며, 그 해결책은 현대 의약품의 가용성에 필수적이었습니다. 원자력 산업은 화학 엔지니어, 특히 연료 제조 및 재처리에 대해 비슷한 요구를합니다. 화학 엔지니어는 철강 제조에서 희귀 금속의 분리까지 광범위한 금속 가공 산업 분야에 참여하고 있습니다. 화학 공학의 추가 응용 분야는 연료 산업에서 찾을 수 있습니다. 20세기 후반에는 연료 전지 설계에서 추진제 제조에 이르기까지 우주 탐사에 상당한 수의 화학 엔지니어가 참여했습니다. 화학 공학이 미래의 두 가지 주요 문제 중 하나인 해수의 담수화를 통한 적절한 담수 공급과 오염 방지를 통한 환경 관리에 대한 해결책을 제공 할 가능성이 높습니다.

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