이중관열교환기-예비

목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
1) 열전달
2) 총괄 열전달 계수
3) 열저항
4) 이중관 열 교환기에서의 열저항 과 총괄 열전달 계수
5) 열교환기

3. 기구 및 시약

4. 실험 방법

5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
여러 열교환기 종류 중 하나인 이중관 열교환기를 다루어보며 고온 유체(기체, 액체)와 저온 유체 사이의 열교환을 알아보는 실험이다. 온도가 다른 두 가지 유체가 관을 통해 이동하며 발생하는 열교환에 대한 수식적 표현을 이해하고 이를 통해 총괄 열전달 계수를 구해본다. 향류와 병류의 두 가지 흐름 각각에 대해서도 총괄 열전달 계수를 계산해보고, 각 흐름의 특징을 비교해본다.

2. 바탕 이론
1. 열전달 (Heat transfer)
열은 높은 온도()에서 낮은 온도()간의 온도 차를 구동력으로 하여 하나의 계-높은 온도-에서 다른 계-낮은 온도-로 에너지를 전달하는 특성을 가진다. 시간이 충분히 지나면 열전달로 인하여 두 계의 온도가 같아진다. 이렇게 두 계의 온도가 같아지면 열평형 상태라고 한다. 열평형 상태에서는 온도차가 0이 되어 순 열전달속도는 0이 된다. 하지만 계1에서 계2로의 열전달 속도와 계2에서 계1로의 열전달 속도가 같아 변화량이 0일 뿐, 열전달이 아예 이루어지지 않는 것은 아니다. 이러한 열전달 방식으로는 전도(Conduction), 대류(Convection), 복사(Radiation)의 세 가지 형태가 있다.

가. 전도 (Conduction)
전도 혹은 열전도라고 하며, 열이 중간 매개체를 통해 높은 온도에서 낮은 온도로 이동하는 현상이다. 상대적으로 높은 에너지를 가진 입자로부터 작은 에너지를 가진 인접 인자로의 입자 간 상호작용으로 에너지가 전달된다. 전도는 고체, 액체, 기체 모두에 대해 발생한다. 기체와 액체 같은 유체의 경우에, 분자들이 불규칙하게 움직이는 과정에서 분자끼리의 충돌 및 확산으로 발생한다. 하지만 주로 유체보다는 입자 사이의 거리가 근접한 고체에서 일어난다. 고체의 경우, 격자모형 내부 분자에 의한 진동과 자유전자에 의한 에너지 전달로 인해 발생한다. Fourier에 의해 Fourier 열전도 법칙으로 수식화되었다.

참고자료

· 단위조작및실험2, 실험노트
· 이근우 외 5, 단위조작입문, 2001, 도서출판 지인당, 265-267
· 화학공학의 단위조작, 임광, 임재석, 내하출판사
· 단위조작 제2판, 고완석, 심현호, 유일증, 보문당
· 일반화학 제6판, Mcmurry, 청문각
· 화학공학일반, 조광연, 한국고시회