화학공학실험 실험보고서 - 이중관식 열교환기 실험

목차

1. 실험 목적

2. 이론
2.1 열교환기의 종류와 특성
2.2 열교환기 내 에너지수지
2.3 총괄열전달계수
2.4 대수평균면적
2.5 대수평균온도차 (LMTD)
2.6 열교환기의 효율

3. 실험
3.1 실험 장치
3.2 실험 방법

4. 결과 및 고찰

5. 결론

6. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
(1) 열교환기의 종류와 특성을 이해한다.
(2) 향류와 병류 조작을 이해한다.
(3) 총괄열전달계수를 이해하고 실험으로 구한다.
(4) 대수평균온도차(LMTD), 대수평균면적, 대수평균직경의 개념을 이해한다.
(5) 이중관식 열교환기의 열전달 효율을 실험으로 구한다.

2. 이론
2.1 열교환기의 종류와 특성
먼저 열교환기란, 온도가 높은 물체에서 낮은 물체에 효율적으로 열을 이동시키는 장치이며, 일반적으로 액체 또는 기체 등의 유체를 취급한다. 즉, 두 물질 간에 열에너지의 주고받음이 되고 있는 곳에서 그 작용을 유효하게 할 목적의 장치를 열교환기라고 하며, 온도가 높은 유체로부터 전열벽을 통해 온도가 낮은 유체 쪽으로 열을 전달하는 장치를 말한다.
구조에 따른 종류로는 열전달부터 형식에 따라 관 형상, 판 형상, 블록 형상 등으로 분류되지만 특히 관 형상이 많이 사용되고 있으며 관 형상에는 단관식, 이중관식, 다관식, 다관원통식 열교환기 등이 쓰이고 있다. 특히 화학공장에서는 다관원통식의 열교환장치가 많이 이용되고 있다.

①판형 열교환기
배기되는 공기와 급기되는 공기가 판과 판 사이를 통과하면서 열과 습도를 교환한다.
전열판은 분해할 수 있으므로 청소가 완전히 되고 보존점검이 쉬울 뿐 아니라 전열판매수를 가감함으로써 용량을 조절할 수 있다. 전열 면을 개방할 수 있는 형식의 것은 고무나 합성수지가스켓을 사용하고 있으므로 고온 또는 고압용으로서는 적당하지 않다. 액체와 액체와의 열 교환에 많이 사용.

②다관식 열교환기
원통형의 통 내부에 다수의 전열관을 평행으로 늘어뜨려 수용한 열교환기를 말한다. 대표적인 열교환기로 응축기와 증발기로도 많이 이용되고 있다. 보통 전열관을 수평으로 해서 옆으로 놓는 형으로 사용하고 있지만 설치 면적 때문에 종(縱)으로 놓을 수도 있다. 고정관식, U자관식, 유동두식, 케틀식 등 여러 종류가 있다.
다관식 열교환기는 열교환기의 대표적인 것으로 각종 화학공업에 광범위하게 이용되고 있다

참고 자료

화학 공학실험 강의노트 (임도진 교수님) P.39-P.43
고용식. 단위조작실험. 선학출판사. P.93-P.95
윤재호,윤창현,권오경 역, 열교환기의 유지관리, 태훈출판사, 2002, 4,178
위키백과, ‘열교환기’
http://www.thermexcel.com/, Physical characteristics of water
환경공학용어사전, 환경용어연구회, 1996.4, 성안당, ‘이중관식 열교환기’