주기적으로 작동하는 평행류 열교환기의 해석해와 그 응용 (Mathematical Solution for a Periodic Parallel-Flow Heat Exchanger and its Application)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 33권 / 7호 / 320 ~ 331페이지
· 저자명 : 김동선

초록

주기적 입구온도 조건에서 작동하는 이상적인 평행류 열교환기에 대한 1차원 과도 지배방정식의 일반해를 유도하여 평행류 로터리휠 열교환기의 해석모델을 개발하였다. 공기와 휠메트릭스의 온도분포를 지수함수가 곱해진 삼각함수의 급수로 표현하였고 유용도를 세 개의 무차원수(NTU, Cr, )의 함수로 제시하였다. 선행연구와 수치모델을 사용하여 해석모델의 정확성을 검증하였다. 해석모델은 고온과 저온영역 NTU의 비가 1일 때 정확하고 1에서 멀어질수록 열용량율비(Cr)에 반비례하여 오차가 증가함을 확인하였고 운전영역에 따른 최대오차의 분포를 제시하였다. 분할비(μ)가 0에 접근할 때 직교류 열교환기의 유용도를 예측할 수 있음을 보여 본 해석모델이 직교류 열교환기에도 적용 가능함을 확인하였다.

영어초록

The objective of this study is to present an analytical model for a parallel-flow rotary wheel heat exchanger. The model is based on mathematical solution for an ideal parallel-flow heat exchanger with a periodic inlet temperature condition. Air and wheel matrix temperatures are given in an infinite series of the product of trigonometric and exponential functions. An analytical expression is also presented for the effectiveness of the heat exchanger, which has been validated using literature and numerical data. The model is confirmed to give an exact result when the NTU ratio between hot and cold region is unity. It tends to give a higher error for smaller heat capacity rate ratio as it deviates from the unity. Ranges of parameters are presented with distribution of the maximum absolute error. This study shows that the model is applicable to cross-flow heat exchangers when the split ratio approaches zero.

참고자료

· 없음