Characteristics of Double-Pipe Heat Exchanger

목차

1. 실험제목
2. 실험의 목표
3. 배경이론
4. 실험과정
5. 실험 결과 및 토의
6. 결론
7. 참고자료

본문내용

한 유체는 안쪽 파이프를 따라 흐르고 다른 유체는 두 개의 파이프 공간을 흐르게 된다. 또한 이 두 파이프는 원점이 서로 일치한다. 이 열교환기는 공간 온열과정, 냉장고, 화학공장, 석유정유 등 매우 광범위하게 쓰인다.

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왼쪽 그림과 같이 Double Pipe에서의 전체 열저항은 안쪽과 바깥쪽에서의 대류 열저항과 벽에서의 전도저항의 합으로 표현할 수 있다. 총괄열전달계수(U)는 일반적인 대류 열전달 계수(h)와의 편의성을 위해서 대류공식을 활용하여 아래와 같이 정의한다.

단위는 h (W/m2*K)와 같으며 내부계수(Ui)와 내부계수는(Uo)는 면적이 다르기 때문에 서로 다를 수 밖에 없다.

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5-2 실험 해석
단열과정이라면 output양이 input양보다 큰것은 불가능하다. 하지만 실험결과 output양이 더 큰 데이터 값이 있음을 알 수 있다. 열량을 계산할때 "온도" 변수가 들어가므로 온도 측정이 잘못 되었거나 외부 온도가 높아 찬물의 온도 증가에 영향을 주었음을 추측할 수 있다.
병류와 향류 모두 차가운 물의 유량이 증가 할수록 U값이 커짐을 알 수 있다. 즉 두 유체 사이의 유량의 상대속도가 빠를수록 열교환이 더 잘 일어남을 알 수 있다.
향류의 경우 병류보다 U값이 더 크다. 이는 열교환이향류에서 더 잘 일어남을 뜻한다.
5-3 토의
ㄱ) 병류와 향류의 경우 열전달률을 비교하고 유동 배치의 효과에 대해 설명하라
향류의열전달률은 병류의 경우보다 항상 크다는 것을 다섯번째 표에서 알 수 있다. 또한 U값을 비교해보아도 향류의 경우가 더 큰데 이는 열전계수가 커 열전달 효과가 더 크다고 해석 할 수 있다. 이는 두 유동의 배치 상태에 따라 달라지며, 유체의 진행방향에 따라 접촉하는 상대적인 양과 속도가 달라져 교환 효과의 차이가 발생한다.

ㄴ) 열손실을 줄이려면 어떻게 해야하는가?
실험 기구를 가장 이상적인 상황에 가깝게 설치하면 된다.

참고 자료

http://www.engineeringtoolbox.com/water-thermal-properties-d_162.html : 물의 비열(T)
https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_exchanger :열교환기의 종류
Heat and Mass Transfer - YUNAUS A CENGEL, AFSHIN J. GHAJAR :열전달 교과서
https://en.wikipedia.org/wiki/NTU_method : NTU법
https://en.wikipedia.org/wiki/Logarithmic_mean_temperature_difference : LMTD법