홍익대학교 기계시스템공학실험 이중 열교환기 특성 실험보고서

소개

홍익대학교 기계시스템공학실험 A+ 보고서입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 관련 이론
3. 실험 장치
4. 실험 과정 및 순서
5. 실험 결과
6. 고찰
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
이중 관 열교환기의 작동원리를 이해해보고 입출구로 이동하는 물의 온도변화에 따른 효과를 알아본다. 그리고 유량을 변경해 봄으로써 열전달계수와의 관계를 알아본다. 대수평균 온도차법의 기본적인 개념을 이해하고 병류와 항류 상태에서 이중 관 열교환기 특성실험을 수행하여 성능에 대해 알아본다.

2. 관련 이론
1) 열교환기
온도가 높은 유체로부터 전열벽을 통해서 온도가 낮은 유체에 열을 전달하는 장치이다. 가열기 ·냉각기 ·증발기 ·응축기 등에 사용된다. 목적으로 하는 유체에 열을 주기 위해 사용되는 전열매체를 열매라고 하며, 이와는 반대로 열을 뺏는 데 사용되는 것을 냉매라고 한다.
열교환기의 형식에서 가장 일반적으로 사용되는 것은 금속관을 전열벽으로 하는 것으로, 이 형식에는 주수식 ·이중관식 · 핀붙이 다관식 ·투관형식 등이 있다. 이중관식 열교환기는 내관과 외관으로 되어 있으며, 내관 내부의 유체와 관과 관 사이에 있는 고리 모양 부분의 유체 사이에서 열교환이 이루어진다. 이 형식은 구조는 간단하지만 처리하는 양이 적다.
이중관 열교환기(double-pipe heat exchanger)는 다음 그림과 같이 원관을 이중으로 한 것이며, 안쪽 관에 한 유체가 흐르고, 두 관 사이로 다른 유체가 흐르도록 되어있다. 대용량인 것에 커다란 외관에 여러 개의 작은 관을 넣은 투관형식을 사용한다.

[그림 1] 열교환기

열이 높은 유체와 낮은 유체의 흐름에서 같은 방향으로 흐르는 것을 병류형, 반대방향으로 흐르는 것을 향류형, 직각방향으로 흐르는 것을 직교류형이라고 한다.

[그림 ] 열교환기

이렇게 고온 유체와 저온 유체가 흐르면서 열 교환이 이루어져 고온 유체의 온도를 감소시키고, 저온 유체의 온도를 상승시킨다. 이 때, 열교환기 외부로의 열손실이 없다면 고온 유체가 잃은 열은 모두 저온 유체로 전달되어 저온 유체가 얻은 열과 같게 될 것이다.

참고자료

· 기계시스템공학실험/강의록
· 계측및신호처리/강의록
· Fundamentals of Fluid Mechanics, 7th edition, B.R. Munson, et al., John & Wiley
· 대수평균온도차/네이버블로그/http://blog.naver.com/hvackkw