열교환기 예비레포트

목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
1) 열전달
2) 열교환기
3) 이중관 열교환기
4) 병류와 향류
5) 열교환 수지식
6) 열저항
7) 총괄 열전달 계수
8) 대수 평균 온도차
9) 열교환기의 효율
10) 경계 열전달 계수

3. 실험 방법
1) 실험 기구
2) 실험 시 주의사항
3) 실험 방법

4. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
- 이중관 열교환기 장치의 조작법을 이해한다.
- 향류 및 병류 흐름에서의 열교환 흐름을 이해한다.
- 열교환기의 해석법인 대수 평균 온도차법을 이해한다.
- 액체 상호 간의 열교환 특성과 총괄 열전달 계수를 구하여 열수지를 이해한다.

2. 바탕 이론
(1) 열전달 (Heat transfer)
열전달이란 두 물질 사이의 온도차에 의해 열이 에너지의 형태로 이동하는 현상을 말한다. 열은 항상 고온의 물질에서 저온의 물질로 전달되며, 두 물질의 온도가 같아져 더 이상의 열전달이 일어나지 않는 상태를 열평형이라고 한다. 열전달의 메커니즘은 세 가지로 전도(Conduction), 대류(Convection), 복사(Radiation) 가 있다.

① 전도 (Conduction)
전도는 물체를 구성하고 있는 분자 또는 전자가 인접한 입자와 충돌하며 상호작용을 통해 열에너지를 전달하는 열전달 방식이다. 고체, 액체, 기체의 모든 상에서 발생할 수 있으며 전도에 의한 열전달률은 Fourier의 열전도 법칙에 의해 다음 식과 같이 나타낼 수 있다. 열전도율의 단위는 이다.

② 대류 (Convection)
대류는 고에너지를 갖는 분자가 직접 이동하며 저에너지를 갖는 분자로 열에너지를 전달하는 열전달 방식으로 액체 혹은 기체에서 주로 발생한다. 강제대류와 자연대류가 있으며, 대류에 의한 열전달률은 Newton의 냉각 법칙에 의해 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.

③ 복사 (Radiation)
복사는 전도나 대류와는 달리 고체, 액체, 기체와 같은 중간 매질의 도움 없이 전자기파 등의 형태로 열에너지를 전달하는 열전달 방식이다. 온도를 갖는 모든 물체는 복사에너지를 가지므로 모든 상에서 발생한다.

(2) 열교환기 (Heat exchanger)
열교환기란 일반적으로 전열 벽을 매개로 하여 유체 사이의 열전달을 일으키는 장치로 고온의 유체에서 저온의 유체로 열을 이동시킨다.

참고자료

· 2020 2학기 단위조작이론및실험2 실험노트, 14-17p
· 사이언스 올, “https://www.scienceall.com”
· J. P. Holman, “열전달 10판”, McGraw-Hill Korea, 534-551p (2010)
· Yunus A. Cengel “Heat and mass transfer, Fundamentals and applications”, McGraw-Hill, 18-29, 621-634p (2007)
· Yunus A. Cengel, “알기 쉬운 열전달”, McGraw-Hill, 2-11, 93-96, 426-429p (2016)
· James R. Welty 외2인, “기초 이동현상론”, 범한 서적, 242-245p (2016)