이중관열교환기-예비레포트

소개

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목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
(1) 열교환기에서의 열전달
(2) 열 교환기
(3) 이중관 열교환기의 원리
(4) 향류와 병류
(5) 열 교환량
(6) 총괄 열전달 계수

3. 기구 및 시약

4. 실험 방법

본문내용

1. 실험 목적

이중관 열교환기 실험을 통하여 향류와 병류에 따른 상호간의 열교환에 관한 특성을 이해하고, 열교환기의 해석법 중 하나인 대수평균 온도차법을 이해한다. 또한 이중관 열교환기에서의 총괄열전달계수를 구할수 있다.

2. 바탕 이론

(1) 열교환기에서의 열전달
열교환기 내에서 온도 차이가 있는 유체 사이에 열전달이 이루어진다. 이 때 열교환기에서 일어나는 열전달의 종류는 전도와 대류이다.

- 전도
전도는 물체에서 입자들의 상호작용에 의해 보다 활동적인 입자로부터 이웃의 덜 활동적인 입자로의 에너지 전달이다. 전도는 고체, 액체 및 기체에서 생길 수 있다. 하지만 기체나 액체에서의 전도는 분자의 불규칙적인 운동에 의한 충돌 및 확산에 의한 것이다. 고체에서의 전도는 격자에서의 분자진동과 자유전자의 에너지 이송의 두 가지 복합적인 방식에 의한 것이다. 전도는 온도차이 뿐 아니라 물체의 형상, 두께, 재질에 따라 달라진다.

- 대류
대류는 고체표면과 움직이는 액체 또는 기체와의 열전달 형태이며, 전도와 유체유동의 복합적인 효과를 포함한다. 유체유동이 빠를수록 대류 열전달은 커진다. 외부의 영향의 존재에 따라 강제대류, 자연대류로 나뉘고, 상변화를 포함하는 열전달도 대류로 간주되는데, 비등 중의 증기 방울의 상승과 응축 중 물방울의 하강 등과 같이 유체유동이 발생하기 때문이다. 대류 열전달률은 온도 차이에 비례하는 것으로 관찰되어 Newton의 냉각법칙으로 표현할 수 있다.

- 강제대류
선풍기, 펌프 또는 바람 등의 외부 수단에 의해 표면 위의 유동이 강제적으로 생길 때의 대류이다.

- 자연대류
유체의 온도 차이로 인한 밀도 차이에 의해 발생하는 부력이 유체의 유동을 생기게 할 때의 대류이다.

※ 대류 열전달계수(h)
유체의 물성 값이 아니고, 표면의 형상, 유체운동의 특성, 유체의 물성값 및 유체 속도 등 대류에 영향을 주는 모든 변수에 따라 달라지며, 실험에 의해 구해지는 파라미터이다.

참고자료

· 조현호, 구재현, 구정환, 윤석구, 현욱천, 이재근 (1999). 이중관형 열교환기내 액체-입자 유동에서 의 열전달 특성에 관한 연구 ( A Study on Heat Transfer Characteristics of Liquid-Solid flow in a Double Pipe Heat Exchanger ). 대한기계학회 춘추학술대회, 423-427
· 이권재, 권오경, 김용찬, 설원실 (2012). 이중관형 열교환기의 증발 열전달 특성에 관한 실험적 연구. 대한기계학회 춘추학술대회, 828-832.
· YUNUS A. CENGEL (2017). Cengel의 기본 열전달, Mc Graw Hill Korea, 서울. 357-373.