이중괿�열껓환기-예비레포트

1. 실험 목적

이중관 열교환기 실험을 통하여 향류왿� 병류에 따른 상호간의 열교환에 관한 특성을 이해하고, 열교환기의 해석법 중 하나인 대수평균 온도차법을 이해한다. 또한 이중관 열교환기에서의 총괄열전달계수를 구할수 있다.

2. 바탕 이론

(1) 열교환기에서의 열전달
열교환기 내에서 온도 차이가 있는 유체 사이에 열전달이 이루어진다. 이 때 열교환기에서 일어나는 열전달의 종류는 전도왿� 대류이다.

- 전도
전도는 물체에서 입자들의 상호작용에 의해 보다 활동적인 입자로부터 이웃의 덜 활동적인 입자로의 에너지 전달이다. 전도는 고체, 액체 및 기체에서 생길 수 있다. 하지만 기체나 액체에서의 전도는 분자의 불규칙적인 운동에 의한 충돌 및 확산에 의한 것이다. 고체에서의 전도는 격자에서의 분자진동과 자유전자의 에너지 이송의 두 가지 복합적인 방식에 의한 것이다. 전도는 온도차이 뿐 아니라 물체의 형상, 두께, 재질에 따라 달라진다.

- 대류
대류는 고체표면과 움직이는 액체 또는 기체왿�의 열전달 형태이며, 전도왿� 유체유동의 복합적인 효과를 포함한다. 유체유동이 빠를수록 대류 열전달은 커진다. 외부의 영향의 존재에 따라 강제대류, 자연대류로 나뉘고, 상변화를 포함하는 열전달도 대류로 간주되는데, 비등 중의 증기 방울의 상승과 응축 중 물방울의 하강 등과 같이 유체유동이 발생하기 때문이다. 대류 열전달률은 온도 차이에 비례하는 것으로 관찰되어 Newton의 냉각법칙으로 표현할 수 있다.

- 강제대류
선풍기, 펌프 또는 바람 등의 외부 수단에 의해 표면 위의 유동이 강제적으로 생길 때의 대류이다.

- 자연대류
유체의 온도 차이로 인한 밀도 차이에 의해 발생하는 부력이 유체의 유동을 생기게 할 때의 대류이다.

※ 대류 열전달계수(h)
유체의 물성 값이 아니고, 표면의 형상, 유체운동의 특성, 유체의 물성값 및 유체 속도 등 대류에 영향을 주는 모든 변수에 따라 달라지며, 실험에 의해 구해지는 파라미터이다.