열교환기설계

소개

aspen을 사용한 열교환기 설계

목차

Ⅰ. 열교환기의 개요
Ⅱ. 사용상의 분류
Ⅲ. 열의 전달방법에 따른 분류
Ⅳ. 구 조 상 의 분 류
Ⅴ. 설 계 결 과

본문내용

Ⅰ. 열교환기의 개요

서로 온도가 다르고, 고체 벽으로 분리된 두 유체들 사이의 열 교환 프로세스는 많은 공업의 응용분야에서 일어나고 있는데, 이와 같이 상이한 온도에 있는 둘 또는 그 이상의 유체들 간에 열전달이 가능하도록 하는 장치를 “열교환기 (heat exchanger)" 라고 한다. 난방, 공기조화, 자동차 방열기, 동력발생, 폐열 회수, 화학 프로세스, 우주선용 방열기 등과 같은 다양한 분야에서 열교환기가 사용되고 있는데, 각각의 경우에서도 기술적인 복잡성, 열교환량의 크기 등에 따라 매우 다양한 형식과 종류가 존재하게 된다. 즉, 셸-앤드-튜브 (shell and tube) 열교환기와 자동차 방열기와 같은 보통의 형식에서, 열전달은 주로전도와 대류에 의하여 금속 벽으로 분리되어 있는 고온 유체로부터 저온 유체로 이루어진다. 보일러와 응축기에서는 비등과 응결에 의한 열전달이 중요해지며, 냉각탑과 같은 열교환기 형식 에서는 고온 유체 (즉, 물)는 저온유체 (즉, 공기)와 직접 혼합에 의하여 냉각된다. 다시 말 하면, 유도된 공기 흐름에 분사되거나 떨어진 물이 대류와 증발에 의해 냉각된다. 우주에서 사용되는 방열기에서는 냉각유체로 수송된 폐열은 휜(fin) 표면으로 대류와 전도에 의해 전 달되고 거기로부터 복사에 의해 대기가 없는 공간으로 전달된다.
이와 같이 필요한 열 전달량 뿐만 아니라 압력강하의 해석, 열전달 면적의 크기, 성능 (또는 효율)의 예측, 무게 (특히 우주나 항공 응용분야에서 중요함), 경제성의 문제 등 고려할 사 항이 매우 많기 때문에 열교환기의 설계는 실제로 매우 어렵고 복잡한 것이라 할 수 있다.

※ 교환기는 열의 전달방법, 사용상, 구조상으로 다음과 같이 분류된다.

Ⅱ. 사용상의 분류

가. 가열기

유체를 필요한 온도까지 가열하는 목적으로 사용되는 열교환기

나. 예열기

유체를 사전에 가열해서 다음 조작(공정)에서의 효율을 좋게 하기 위해 사용되는 열교환다. 과열기 유체(일반적으로 기체)를 과열상태가 되기까지 가열하기 위해 사용되는 열교환기

다. 증발기

액체를 가열해서 증발시키기 위해 사용되는 열교환기

라. 재가열기

장치 중 (공정상)에서 응축된 액체를 재 가열해서 증발시키기 위해 사용되는 열교환기

마. 냉각기

유체를 필요 온도까지 냉각하기 위해 사용되는 열교환기

참고자료

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