실물 크기를 갖는 원통다관식 열교환기의 열전달 요구성능에 적합한 열교환 길이 결정 (Determination of a Heat Exchange Length Suitable for the Required Heat Transfer Performance of a Full-scale Shell-and-tube Heat Exchanger)

서지정보

· 발행기관 : 한국동력기계공학회
· 수록지 정보 : 동력시스템공학회지 / 26권 / 5호 / 11 ~ 20페이지
· 저자명 : 김장권, 오석형

초록

본 논문에서는 시행착오 방법으로 STHEX의 요구되는 열전달 성능에 적합한 실제 열교환 길이를 결정하기 위해 4개의 열교환 길이를 갖는 완전한 3차원 STHEX 모델을 Realizable k-ε난류모델로 열전달 수치해석을 수행하였다. 관다발과 쉘측의 압력강하는 STHEX의 열교환 길이가 증가할 때 각각 비선형적으로 증가하거나 감소하는 분포를 나타내며, 최대크기는 요구되는 성능을 모두 만족한다. 쉘과 관다발측의 출구 온도는 열교환 길이가 증가함에 따라 각각 감소하거나 증가하며, STHEX의 열교환 길이 1300mm가 요구되는 성능에 가장 가깝다. 한편, 쉘과 관다발측에서 STHEX의 열전달량은 열교환 길이가 증가함에 따라 모두 비선형적으로 증가한다. 또 주어진 STHEX의 열교환 길이에서 총괄 열전달계수는 약 536∼583W/m2·℃를 나타낸다.

영어초록

In this paper, in order to determine the actual heat exchange length suitable for the required heat transfer performance of STHEX by the trial and error method, a complete three-dimensional STHEX model with four heat exchange lengths was subjected to heat transfer numerical analysis as a realizable k- εturbulence model. The pressure drop at the tube bundle and the shell side shows a non-linearly increasing or decreasing distribution when the heat exchange length of STHEX increases, respectively. Its maximum value satisfies both the performance requirements as well. The outlet temperature of the shell side and the tube bundle side decreases or increases as the heat exchange length increases, respectively.
Moreover, STHEX with a length of 1300mm is closest to the required performance. On the other hand, the heat transfer amount of STHEX at the shell side and the tube bundle side increases non-linearly as the heat exchange length increases. In addition, for a given STHEX heat exchange length, the overall heat transfer coefficient is about 536-583 W/m2·℃.

참고자료

· 없음