[화공설계실험] 이중관 열교환기

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레포트 > 공학계열
2009.06.15
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[열공학] 이중관식 열교환기(Double Pipe Heat Exchanger)의 원리와 설계

기계자동차공학 - 이중관식 열교환기 성능실험

소개글

[화공설계실험] 이중관 열교환기에 대한 자료입니다.

목 차

【이 중 관 열 교 환 기〔Double pipe heat exchanger〕】
1. 실험 목적
2. 이 론
① 이중관 열교환기의 열수지
② 경막전열계수
③ 장치 내 각 유체의 온도 변화
④ 총괄 전열 계수
⑤ 열교환기
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 고찰
7.참고문헌

본문내용

【이 중 관 열 교 환 기〔Double pipe heat exchanger〕】

1. 실험 목적
이중관 열교환기를 이용하여 열수지를 이해하고 유체의 유량과 총괄 전열계수와의 관계를 검토해 총괄 전열계수의 개념을 이해한다. 또한 이중관 열교환기의 올바른 사용법을 익히고, 경막전열계수, 유체의 온도 변화, 열교환기 효율에 관해 학습한다.

2. 이 론
① 이중관 열교환기의 열수지
2중관 열 교환기는 single tube와 jacket으로 구성되어 있다. 고온 유체는 내관(single tube)으로 흐르고 저온 유체는 외관(jacket) 속으로 흐르며 열량 qw(Qw)는 정상 상태 하에서 관 벽을 통해 이동되며 고운 유체의 열손실량은 저온 유체에서 얻는 열량과 같다.
[그림 1]

여기서

포화 수증기와 같이 상태변화를 일으키는 고온 유체를 사용하였을 경우 열수지식은 다음과 같다.

여기서, m = 응축된 수증기량[㎏/hr]
λ = 수증기의 잠열[㎉/㎏]
= 응축수의 비열[㎉/㎏℃]
T1 = 수증기의 포화온도[℃]
T2 = 응축수의 온도[℃]

② 경막전열계수
고온 유체에서 저온 유체로 열이 전달될 경우 온도 분포는 그림 2와 같다. 이 그림에서 보는 바와 같이 열전달은 고온 유체에서 저온 유체로 관 벽을 따라 흐르게 된다. [그림 2]

이 때, 유체와 금속 벽 사이 (a-b, c-d)에서 열저항계수를 경막전열계수라 한다. 경막전열계수는 유체의 특성과 흐름에 따라 다르며 식으로 나타내면 다음과 같다.

③ 장치 내 각 유체의 온도 변화
고온 유체에서 저온 유체로 관 벽을 통한 열이동은 열교환기 내에서 온도 흐름 방향의 변화에 따라 병류와 향류로 나뉘며, 열교환량 q[kcal/hr]는 유체 흐름 방향 사이의 대수평균 온도차 △tm에 비례한다.
[그림 3]

참고문헌

･ 고완석, 심현호 공저, “단위조작실험”, 학연사, pp125-138
･ http://blog.daum.net/mmdarksidemm/7572825
･ 서명교, 송주영, 최용희 역, 화공 단위조작

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