열교환기 실험 보고서 - Parallel pipe, Shell and tube (Parallel/counter)

소개

화학공학실험 A+ 받은 실험 보고서입니다.

[실험 1]: Parallel pipe heat exchanger (Aluminum-parallel flow)
[실험 2]: Parallel pipe heat exchanger (Aluminum-counter flow)
[실험 3]: Shell and tube heat exchanger (Copper-parallel flow)
[실험 4]: Shell and tube heat exchanger (Copper-counter flow)

각 실험에 대한 total heat transfer q, 대수평균온도차, 열전달계수, 총괄열전달계수 , 열교환기 효율 계산식이 포함되어 있습니다.

실험 결괏갑 뿐만 아니라
-냉수 온도 변화에 대한 고찰
-열교환기 종류에 따른 병류, 향류 열전달 비교, 열교환기 효율 비교,
-열전달과 유속변화의 의존성
-열교환기 재질에 따른 열전달
-냉수가 얻은 q와 온수가 잃은 q가 다른 이유
에 대한 고찰이 들어가 있습니다.

목차

1. 개요
1) 실험 목표
2) 실험 원리
(1) 용어 정의
(2) 이론
(3) 기기 원리

2. 시약 및 실험 기구
1) 물질
(1) 실험에 사용되는 시약의 물리, 화학적 성질 및 MSDS
2) 실험 기구
(1) 실험에 사용되는 초자의 종류
(2) 기타 실험 기구의 종류
3) 실험 기기
(1) 기기명
(2) 사용 목적
(3) 사용 방법

3. 실험 방법

4. Note (특이사항, 실험 중 유의사항)

5. 결과 및 논의
1) 실험 결과
2) 결과 해석 및 논의

6. 결론

7. 참고 자료

본문내용

1. 개 요

1) 실험 목표: 열교환기의 기본 원리를 이해하고, 종류에 따른 효율을 계산한다. 열수지식을 토대로 total heat transfer을 구하고, 총괄열전달계수와 공정조건의 상관관계를 도출힌다.

2) 실험 원리:
(1) 용어 정의:
▸유체: 유동성을 띈 물질이며 기체와 액체를 합쳐 부르는 말.
▸열전달: 두 물체 사이에서 열에너지가 이동하는 것.
▸전도: 물체를 이루고 있는 원자나 전자들의 충돌에 의해 에너지가 전달되는 과정.
▸대류: 높은 에너지를 가진 물질 자체가 이동하면서 에너지를 전달하는 과정.
▸복사: 열에너지를 가진 물체가 전자기파를 방출하며 공간적으로 떨어진 공간에 에너지를 전달하는 과정.
▸정상상태: 어떤 상태를 기술하는 물리량이 시간에 따라 변하지 않고 같은 값으로 유지되는 상태.
▸열교환기: 두 개 이상의 유체 사이에서 열을 교환할 수 있도록 만들어진 장치.
▸열전달 계수: 뉴턴의 냉각 법칙에 의한 열전달량의 계수. 단위 시간, 단위 온도차, 단위 표면적 당 열전달량.
▸대류열전달계수: 대류현상에 의해 고체표면에서 유체에 단위 면적, 단위 온도차 당 열을 전달하는 크기를 나타내는 계수. 기호로는 h로 표현한다.
▸총괄열전달계수: 고체 벽을 사이에 두고 고온 유체에서 저온유체로 열이 이동하는 모든 전열저항을 고려한 총괄적인 열전달 계수. 고체벽을 관통하여 열이 한쪽의 유체에서 다른쪽의 유체로 전달될 때의 열전달계수
▸뉴턴의 냉각 법칙: 시간에 따른 물체의 온도 변화는 그 물체의 온도와 주위 물체의 온도 변화에 비례한다는 법칙.
▸화씨 온도: 소금물이 어는 온도와 끓는 온도를 180등분하여 정한 온도 단위. 단위는 ℉를 쓰며 섭씨 온도로 변환할 시 ℃=(℉-32)/1.8 이다.

참고자료

· Incropera, F. P, (2002)Fundamentals of heat and mass transfer, 6th Edition, Wiley, pp 96-126
· J. K. Venard and R. L. Street (1975)Elementary Fluid Mechanics, 5th Edition, Wiley, New York, pp. 561
· Shah, R. K., & Sekulic, D. P, (2003)Fundamentals of heat exchanger design, John Wiley & Sons, pp 91
· Incropera, F. P, (2002)Fundamentals of heat and mass transfer, 6th Edition, Wiley, pp 96-99
· Munson, B. R., Young, D. F., & Okiishi, T. H, (2006)Fundamentals of fluid mechanics, 6th Edition, Wiley & Sons, pp 384-386
· Shah, R. K., & Sekulic, D. P, (2003)Fundamentals of heat exchanger design, John Wiley & Sons, pp 118