[화학공학실험]이중관 열교환기 (heat exchanger) 결과

소개글

이중관 열교환기 (heat exchanger) 결과레포트입니다.

목차

1.실험결과
2.실험고찰
3.참고문헌

본문내용

1) 이번 실험은 이중관 열교환기의 원리를 이해하고, 이중관 열교환기를 이용 하여 열 전달량, 총괄 열전달계수, 열교환기의 효율을 구해보는 실험이었 다. 일단 이중관 열교환기는 고온의 유체와 저온의 유체의 흐름에 대하여, 병류와 향류로 나눠지게 된다. 각각 이때의 열 전달량과 총괄 열전달계수, 열교환기의 효율은 차이가 나고, 이 값들을 수치로 구할 수가 있다.
여기서 몇 가지 오류사항이 있는데 첫 번째로 유량계가 정확하지 않아서 우리가 직접 초시계와 메스실린더로 유량을 따로 측정하였다. 물론 이것도 사람이 직접측정하는거라서 오차가 있기 마련이지만 최소한의 오차를 만들 기 위해 한사람이 여러번 반복하여 실험하였다. 그리고 또한 Cold In 온도센 서가 약간의 문제가 있어서 실제 결과값 으로 온도분포를 구하면 오류가 있 기 때문에 조정을 해줄 필요가 있었다. 아래의 식을 참고하여 수정값으로 위 그래프를 그렸다.
QW : 고온유체의 열손실량[kcal/hr] qw : 저온유체가 얻은열량[kcal/hr]
T : 고온유체의 온도[℃] t : 저온유체의 온도[℃]
W : 고온유체의 유량[kg/hr] w : 저온유체의 유량[kg/hr]
CW : 고온유체의 비열[kcal/kg℃] cp : 저온유체의 비열[kcal/kg℃]
물론 위 식에서 대기와의 열손실은 없다는 가정이 포함되어 있다.
(3) 벨브 모양에 따라 향류인지 병류인지 구분하는 기준은 기계에 붙어있는 온 도 표시계를 보고 판단할 수 있다. 향류이면 그림1,2,3과 같이 cold water 쪽의 수치가 반대로 나오게 된다. 반대로 병류이면 온도가 표시계에 적혀 있는 그대로 표시되게 된다. 이유는 물 흐름에 따라 들어오고 나가는 방향 이 틀리기 때문이다. 또한 in과 out의 온도차가 큰 쪽이 향류가 된다.
(4) 열 전달량은 아래의 식과 같다.
우선 비열 와 는 1 kcal/kg℃로 동일하다. 고온 유체의 유량 와 저온 유체의 유량 는 같게 맞추어 놓고 실제 측정하여서 데이터에 맞게 대입하였다. 따라서 고온 유체와 저온 유체의 각각의 온도차를 알 수 있으 면 열 전달량 를 구하는 것이 가능하다.
1) 병류
아래의 결과를 살펴보면 한 Data에서 유량과 열 전달량을 비교하여 보면 유량이 증가하면 할수록 열 전달량이 많아지는 것을 알 수 있다. 또한 열 전달량은 에 비례하기 때문에, 유량이 커질수록 온도차가 많이 나는 것 을 알 수 있다. 근데 cold 는 온도변화가 없음을 알 수 있다. 오차가 발 생한 것 같다. 다음의 단위변환으로 열량q값을 구한다.


위 표를 보면 유량이 늘어날수록 열량, 대수평균온도차, 총 열전달 계수, 효 율이 증가하는 그리고 특히 향류가 병류보다 4가지 측정값이 모두 크다. 그 이유는 첫째로 향류가 병류보다 온도변화량이 크기 때문에 더 큰 열량값을 가지게 되고,

참고 자료

없음