열교환기 이론 및 실험보고서

소개글

열교환기 이론 및 실험보고서입니다.
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목차

- 실 험 명 : 열교환기 실험
1. 실험 목적
2. 관련 이론
3. 실험 장치
4. 실험 순서
5. 실험 자료 정리
6. 실험 결과 및 논의
- 평행류에서의 효율
- 대향류에서의 효율

본문내용

- 실 험 명 : 열교환기 실험
1. 실험 목적
각각 다른 온도를 가진 두 유체가 흐를 때 고온유체와 저온유체 사이에 열전달이 생기게 되는데 동심관 열교환기의 대향류와 평행류를 실험하여 열전달율과 열손실, 효율, LMTD, UA를 계산 산출한다. 이러한 실험과정을 통하여 열역학법칙들의 이해와 열교환기의 원리 및 적용방법을 습득한다.
2. 관련 이론
1) 열교환기에서는 작은 관의 내부에 온수가 흐르고 두관 사이의 환상공간
(annular space)에 냉수가 흐른다. 이때 온수가 잃은 열량과 냉수가 얻은 열량은
다음과 같다.
- 온수가 잃은 열량(입력) = QhρhCph × ( Thi - Tho ) [ W ]
- 냉수가 얻은 열량(출력) = QcρcCpc × ( Tco - Tci ) [ W ]
2) 동력 손실 = 온수가 잃은 열량 - 냉수가 얻은 열량 [ W ]
[ % ]
3) 열교환기의 총합열전달계수
- 대수평균온도차()과 총괄전열계수 ( )의 계산
4) 전열량( )와 두 유체간의 평균온도차 ()은 기초대류 전열식으로 부터
여기서,
: 전열량
: 전열면적
: 총괄전열계수
: 대수평균온도차 (℃)
a) 평행류일 경우
여기서,
b) 대향류일 경우
여기서,
5) 위 식으로부터 총괄전열계수 ( )는
6) 전열효율 ( )
(1) 평행류일 경우
(2) 대향류일 경우
이와 같이 LMTD에 의하여 얻어진 총열량과 입력과의 비를 ηh,, 출력과의 비를 ηc라
정의하고 계산한다.
3. 실험 장치
1) 전체 상세외관도
① 온수조
② 온수 유량계
③ 온수 공급 라인
④ 온수 측정 라인
⑤ 온수 조절 밸브
⑥ 냉수조
⑦ 냉수 공급 라인
⑧ 냉수 유량계
⑨ 냉수 측정 센서
⑩ 냉수 조절 밸브
⑪ 열 교환기
⑫ 온수 순환 밸브
⑬ 저수조
⑭ 지지대
⑮ 높이 조절 밸브
4. 실험 순서
1) 수조 속 물의 유무를 확인한 후 없을 시 물을 채운다.
2) 밸브를 대향류 혹은 평행류로 세팅을 한다.
< 평행류 > <대향류>
3) 스위치를 켜서 펌프를 가동시키고 밸브를 개방하여 온수를 순환시킨다.
유량을 Qh = 2000cc/min, Qc = 1000cc/min 으로 맞춘다.
4) 히터를 60℃로 세팅을 한다.
5) 온도가 60℃에 도달하면 측정을 시작한다.
6) 냉각수 유량을 Qc = 1000cc/min, 2000cc/min 로 변화하면서 실험을 반복한다.
7) 콘트롤 밸브를 대향류로 조절한 후 실험을 수행한다.

참고 자료

없음