[화학공학실험] 이중관식열교환 Report

목차

1. 서론
2. 이론
3. 실험
4. 결과 및 고찰

본문내용

1. 서론
*실험목적 : 열교환기의 종류와 특성을 이해하고 향류와 병류를 조작한 후, 이중관식 열교환기의 총괄열전달계수와 열전달 효율을 실험으로 구한다. (대수평균온도차, 대수평균면적, 대수평균직경의 개념을 이해한다.)
*총괄적 실험내용 : 실험장치의 벨브를 조작하여 향류일 때와 병류일 때를 나누어 6군데의 온도를 잰 후 주어진 식을 이용해 대수평균 온도차, 레이놀즈수, 총괄열전달계수와 열전달 효율을 계산한다.
2. 이론
*열교환기
2개의 유체 사이에 열의 교환을 행하는 것으로 건물, 화학공장 등에 일반적으로 널리 쓰이고 있다.
가열기 ·냉각기 ·증발기 ·응축기(凝縮器) 등에 사용된다. 목적으로 하는 유체에 열을 주기 위해 사용되는 전열매체를 열매(熱媒)라고 하며, 이와는 반대로 열을 뺏는 데 사용되는 것을 냉매(冷媒)라고 한다.
열교환기의 형식에서 가장 일반적으로 사용되는 것은 금속관을 전열벽으로 하는 것으로, 이 형식에는 주수식(註水式) ·이중관식 ·핀붙이 다관식 ·투관형식(透管型式) 등이 있다. 이중관식 열교환기는 내관(內管)과 외관으로 되어 있으며, 내관 내부의 유체와 관과 관 사이에 있는 고리 모양 부분의 유체 사이에서 열교환이 이루어진다. 이 형식은 구조는 간단하지만 처리하는 양이 적다.
대용량인 것에는 커다란 외관(外管)에 여러 개의 작은 관을 넣은 투관형식을 사용한다. 열이 높은 유체와 낮은 유체의 흐름에서 같은 방향으로 흐르는 것을 병류형(竝流型), 반대방향으로 흐르는 것을 역류형, 직각방향으로 흐르는 것을 직교류형(直交流型)이라고 한다.
보통 공업에서 사용되는 전열매체에는 물 ·수증기 ·공기 ·연도(煙道)가스 ·석유 ·수은 ·나트륨 ·칼륨 및 비페닐에테르와 비페닐의 혼합물인 다우섬(dowtherm) 등이 있다.

*열교환기의 종류
ⅰ. U자관식 다관원통형 열교환기
- 전열관을 U자형으로 굽혀 관끝을 관판에 붙인 것이다. 관다발은 열팽창에 대해 자유롭 고 관판도 고정 관판뿐이기 때문에 구조가 간단하다.
- 관다발을 용이하게 빼낼 수가 있기 때문에 동체 및 관외부 청소는 할 수 있지만 관내 부는 제트크리너를 쓰지 않으면 청소가 곤란하다.

참고자료

· Unit Operations of Chemical Engineering 7/E (S/C) - McCabe, Smith, Harriott| McGraw Hill
· 열전달 (제2판) Heat transfer : a practical approach - Yunus A.Cengel
· http://blog.naver.com/energy_inch?Redirect=Log&logNo=60028912252
· http://thermal.kr/zbxe/p_Thermal
· 열및물질전달 강의노트 - 임준혁교수님 (34~38p)
· 화학공학실험(Ⅰ)보고서 p. 39~43