부경대학교 화학공학과 화학공학실험/A+/이중관식 열교환기 결과보고서

소개

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목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 이론
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 실험 고찰
7. 사용 기호
8. 참고문헌

본문내용

1. 실험 제목
이중관식 열교환기 실험

2. 실험 목적
1) 열교환기의 종류와 특성을 이해한다.
2) 향류(Counter Flow)와 병류(Parallel Flow) 조작을 이해한다.
3) 총괄전열계수를 이해하고 실험으로 구한다.
4) 대수평균온도차(LMTD), 대수평균면적, 대수평균직경의 개념을 이해한다.
5) 이중관식 열교환기의 열전달 효율을 실험으로 구한다.

3. 실험 이론
1) 열교환기
온도가 높은 유체로부터 전열벽을 통해 온도가 낮은 유체로 열을 전달하는 장치이다. 가열기, 냉각기 등에 사용된다. 유체에 열을 주기 위해 사용되는 전열매체를 열매라고 하고 반대로 열을 뺏는데 사용되는 전열매체를 냉매라고 한다. 보통 공업에서 사용되는 전열매체에는 물, 수증기, 공기, 연도가스, 석유, 수은, 나트륨 등이 있다.
열교환기의 형식에서 가장 일반적으로 사용되는 것은 금속관을 전열벽으로 하는 것으로, 이 형식에는 이중관식, 동심파이프, 투관형식 등이 있다.
간단한 형태를 가진 열 교환기에는 이중관식 열교환기 또는 동심파이프 열교환기가 있다. 한 번에 처리하는 양이 대용량인 것에는 큰 하나의 외관에 여러 개의 작은 관을 넣은 투관형식이 있다. 유체의 흐름 방향으로도 종류를 나눌 수 있는데 열이 높은 유체와 낮은 유체의 흐름에서 같은 방향으로 흐르는 것을 병류형, 반대방향으로 흐르는 것을 역류형, 직각방향으로 흐르는 것을 직교류형이라고 한다.
① 이중관식 열교환기
이중관식 열교환기는 내관과 외관으로 되어 있으며, 내관 내부의 유체와 관과 관 사이에 있는 고리 모양 부분의 유체 사이에서 열교환이 이루어진다. 구조는 간단하고 비교적 가격이 저렴하다는 장점이 있지만 처리하는 양이 적다는 단점이 있다. 직렬 또는 병렬로 같은 치수의 것을 연결시키거나 전열관 외면에 핀을 부착시켜 전열면적을 증가시킬 수도 있다. 그러나 전열면적이 증대됨에 따라 다관식에 비해 전열면적당의 소요 용적이 커지며 가격이 비싸지게 된다.

참고자료

· Frank P. Incropera, 열전달 6th Edition, 텍스트북스(2014), pp654-656 (11.1 열교환기의 형식)
· J. P. Holman, 열전달 10th Edition, 텍스트북스(2010), pp540-543 (10-4 열교환기 종류)
· Frank P. Incropera, 열전달 6th Edition, 텍스트북스(2014), pp660-661 (11.3.1 평행유동 열교환기)
· Frank P. Incropera, 열전달 6th Edition, 텍스트북스(2014), pp659-660 (11.3 열교환기 해석)
· Frank P. Incropera, 열전달 6th Edition, 텍스트북스(2014), pp660-661 (11.3.1 평행유동 열교환기)
· 사진자료
· Frank P. Incropera, 열전달 6th Edition, 텍스트북스(2014), p654 그림 11.1