[단위조작이론및실험2/A+]_이중열교환기실험_예비레포트

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 실험 기기
4. 실험 방법
5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적

이중관 열교환기에서 응축증기, 액체, 그리고 냉온액체 간에 일어나는 상호 열교환에 관한 특성 및 총괄 열전달 계수를 알아본다.

2. 바탕 이론

(1) 열교환기 (Heat exchanger)

고온의 유체로부터 저온의 유체에 열을 전달하는 장치로 유체를 가열 또는 냉각시키는 것을 목적으로 사용된다. 열교환기는 열의 전달 방법, 사용 목적, 그리고 구조에 따라 여러 종류로 분류된다.

① ‘열의 전달방법’에 따른 분류
● 표면식(격벽식) 열교환기(Surface heat exchanger): 전열벽을 매개로 고온의 유체에서 저온의 유체로 열을 전달하는 장치이다. 벽에 의해 분리된 공간에 다른 온도의 유체가 각각 흐르고, 유체의 대류와 열전도를 이용해 전열시키는 방식이다. 본 실험에서 사용되는 열교환기가 격벽식 열교환기에 해당한다.
● 축열식 열교환기(Regenerative heat exchanger): 열을 저장하는 매체인 축열제를 고온의 유체에 접촉시켜 열을 흡수시킨 후 저온 유체와 접촉시켜 열을 전달하는 방식이다.
● 액체연결 간접식 열교환기(liquid-coupled indirect heat exchanger): 표면식(격벽식) 열교환기 2개에 열매체를 순환시킴으로서 전열시키는 방식이다.
● 직접 접촉식 열교환기: 2가지 유체를 직접 접촉시킴으로서 고온의 유체에서 저온으로 열을 전달하는 방식이다.

② ‘이용 목적’에 따른 분류
● 가열기(Heater): 유체를 목표 온도까지 가열시키는 목적으로 사용된다.
● 예열기(Preheater:): 유체를 사용하기 전 사전 가열함으로서 다음 공정에서 효율을 높이기 위한 목적으로 사용된다.
● 냉각기(Cooler): 유체를 목표 온도까지 냉각시키는 목적으로 사용된다.
● 증발기(Evaporator): 액체를 가열하여 증발시키기 위한 목적으로 사용된다.
● 응축기(Condenser): 증기상태인 냉매를 응축, 액화 시키는 목적으로 사용된다.

③ ‘구조’에 따른 분류
● 다관식 열교환기(Multi-tubular heat exchanger): 여러 개의 금속관을 늘어놓아 관외부와 관측에 흐르는 두 유체사이에서 열교환이 일어난다. 폭넓은 범위의 열 전달량을 얻을 수 있어 적용 범위가 넓으며 신뢰성과 효율이 높다고 알려져 있다.

참고자료

· “단위조작 이론 및 실험 2” 2020년 3학년 2학기 실험노트, p14-17
· 이권재 외 3인, 2012, “이중관형 열교환기의 증발 열전달 특성에 관한 실험적 연구”, 대한기계학회 춘추학술대회, p828-832
· Yunus A. Cengel, 2017, “열전달”, McGraw-Hill, p 17-29, 237-238, 357-378