열교환기 성능실험

소개글

기계공학실험-열유체-열교환기 성능실험
※ LMTD & NTU(수식有)

목차

1. 열교환기의 종류
2. LMTD & NTU(수식)
3. 열교환이 잘 일어날려면
4. DATA
5. 고찰

본문내용

2. LMTD & NTU
- 열교환기를 설계 또는 성능을 파악하려면 총 열전달률을 각 입,출구의 유체온도, 총합열전달 계수, 표면적의 양으로 표현하여야 하는데 이때 사용하는 것이 LMTD와 NTU이다.
- 일반적으로 LMTD & NTU의 식을 위해서는 열교환기를 단순화 가정하여야 하는데, 이것은
① 총괄전열계수()는 일정한 값
② 유체는 정상상태로 흐르며 유체의 비열은 일정
③ 외부와 열 교환이 없다 이다.

3. 열교환이 잘 일어날려면
- 열교환기에서 유체의 이동경로가 길게 되면 온도차이가 적게되는데 이는 열교환이 더 잘된경우라고 할수 있다. 그러므로 유체의 이동경로(튜브)를 코일형이나 나선곡형 등으로의 변형을 통해 상대적으로길게 해준다면 열교환이 잘 일어나게될것이다. (상대적으로 cost 상승이 요구)
- 열교환기 관의 전열면적을 높여줘 열저항을 줄여준다. 이는 관의 기하학적인 변형을 통해 얻을수 있으며, 관의 핀이나 굴곡을 주는 등으로 생각해볼수있다.
- 열교환기 사이에 열저항을 높일수 있는 조건들을 상대적으로 줄여준다. 열전도율이 높은 재료를 사용하거나 관재의 이물질 제거등 열저항 요소를 줄여준다.
- 일반적으로로 열전달은 매체사이의 온도차이가 클수록 잘 일어나므로, 교환 할 hot fluid와 cold fluid의 온도차이를 크게 해준다.

5. 고 찰
- Data 정리하면서 몇 번이고 다시 계산하였지만 Data수치가 예상보다 이상하게 나와서 많이 난감했다. Heat power lost부분에서 평행류,대향류 각각 하나를 제외한 값이 모두 음 음의 값이 나왔기 때문이다. 일반적인 상식으로 lost가 (-), 방출된 열량 이외에 더 많은 열량이 유입되었다는 것은 흔히 에너지보존에 위반되는 사항이기 때문이다. (실험가정은
열교환기이외에 다른 외부열량의 유입은 없다고 생각했다.) 이는 실험 시 측정치에 대한 오류에 실험가정이 다른 환경적인 이유로 이뤄지지 않았던 걸로 예상된다.

참고 자료

- 홍익대 저온공학실험실(http://cool.hongik.ac.kr/)
- 충남대 화학공학과(http://che.cnu.ac.kr/)
- Heat Transfer 8th ed (J.P Holman/2001/McGraw Hill)