실험 6. 이중관식 열교환기 실험

목차

1. 실험 목적

2. 이 론
1) 열교환기 정의
2) 열교환기내 에너지수지
3) 총괄열전달계수
4) 대수평균면적
5) 대수평균온도차
6) 열교환기의 효율
7) 열교환기의 종류
8) e-NTU
9) 열교환이 잘 일어나려면?

3. 실 험
1) 실험 장치
2) 실험 방법

4. 결 과

5. 고 찰

6. 결 과

7. 참고 문헌

본문내용

○ 실험 목적
(1) 열교환기의 종류와 특성을 이해한다.
(2) 향류와 병류 조작을 이해한다.
(3) 총괄열전달계수를 이해하고 실험으로 구한다.
(4) 대수평균온도차(LMTD), 대수평균면적, 대수평균직경의 개념을 이해한다.
(5) 이중관식 열교환기의 열전달 효율을 실험으로 구한다.

○ 이 론
1. 열교환기 정의
열교환기는 하나의 유체 흐름에서 또 다른 유체 흐름으로 열전달을 이루는 장치이다. 동력발생, 냉동, 공기 조화 식품 제조 공정, 화학 공정, 정유 공정등 다양한
형태로 공학적으로 적용된다.

2. 열교환기내 에너지수지
열교환기내에서는 축일, 기계적 에너지, 위치에너지, 운동에너지 등은 에너지 수지식의 다른 항에 비하여 아주 적다. 따라서 열교환기를 통과하는 어느 한 흐름에 대하여 다음과 같이 쓸 수 있다.

<중 략>

2) 구조형태에 따른 열 교환기
① 튜브형 열교환기
- 튜브형 열교환기에서는 두 유체가 혼합되지 않으며 일반적인 형태로Shell-and-Tube형 열교환기가 있다. 가장 간단한 형식으로 단일 쉘 통로와 단일 튜브통로를 갖고있는 형태의 Shell-and-Tube형 열교환기가 있으며 두개의 쉩 통로와 네 대의 튜브통로들을 가진 배플이 부착된 형태도 있다.
Shell-and-Tube형 열교환기는 폭넓은 범위의 열전달량을 얻을 수 있으므로 적용범위가 매우 넓고 신뢰성과 효율이 높다.

단일셀 통로와 단일관 통로를 가진 셀-앤드-튜브 열교환기

② 평판형 열교환기
- 평판형 열교환기는 핀이 부착되어있거나 파형으로 되어있으며 단일통로 또는 다중통로방식으로 운전된다. 평판형 열교환기는 요철형으로 프레스성형된 전열판을 교대로 포개서 유체가 수직방향으로 흐르게 한 구조의 열교환기이다. 전열판이 포개져 있어서 분해가 가능하며 따라서 청소를 할수 있어 보존 및 점검이 쉽고 전열판의 개수를 조절하여 용량의 조절이 가능하다. 액체간의 열교환이 많이 사용되며 0.5mm이상의 고체 입자를 함유한 액체, 열전달 면적이 2500이상, 25 및 250℃이상, 상변화가 있는 경우, 유체의 속도 0.1m/sec이하인 경우에는 사용하지 않는 것이 좋다.

참고 자료

McCabe, W. L., et al., Unit Operations of Chemical Engineering, 6th Ed., McGraw-Hill, pp. 315~333 (2001). (강의노트 참고문헌)
McAdams, W. H., Heat Transmission, McGraw-Hill, pp.5 (1954). (강의노트 참고문헌)
Colburn, A. P., Ind. Eng. Chem, 25, 873 (1933). (강의노트 참고문헌)
서근학, 화학공학실험(1), 부경대학교 화학공학과, Chap 6
이민규, 열 및 물질 전달 강의노트, 부경대학교 화학공학과
고완석, 심현호 외 3명, Unit Operations of Chemical Engineering (3rd), p.83~155
이수경, 박용환, 외 6명, 소방 유체역학 (2010)
http://cont141.edunet4u.net/wt14041/content5_2.htm
http://blog.daum.net/wpvzjkm/27