열전달 실험 보고서입니다. 1. 열전계수 및 열접촉저항 측정 실험, 2. 단일 원통 및 관군 주위의 직교유동 대류열전달 실험, 3. 이중관식 열교환기의 열전달 실험

1.1. 실험목적
두 유체간의 열전달을 촉진시키기 위한 장치 중, 가장 일반적으로 사용되는 것은 관군 내부를 유동하는 유체왿� 관군 외부에서 관을 가로질러 유동하는 유체간의 열전달 장치로서, 직교류 열교환기라 한다.
직교류 열교환기의 총합 열전달계수는, 관내부의 유동 유체왿� 내 백면 간의 대류, 관벽 두께를 통한 전도, 관 표면과 횡 유동 유체간의 대류 열전달 등의 3가지 성분으로 구성되지만, 첫 번째 왿� 두 번째 열전달은 관 내 유체의 유동속도의 증가, 관 벽두께의 감소 또는 열전도계수가 큰 재질을 사용하면 증가시킬 수 있다. 그러나 세 번째 성분은 직교 유동 유체의 수 또는 난류 강도를 증가시킴에 의하여 개선될 수 있으며, 난류강도를 증가시키는 것이만을 증가시키는 것보다 더욱 효과가 크다. 난류 강도를 촉진시키기 위하여, 흐름 방향의 각 열에 설치된 관들은 앞의 열에서 발생된 난류 영역 내에 존재하도록 정렬시키며, 다음 열에서도 연속적인 영향을 미 치므로, 하류 측으로 진행할수록 난류 강도 및 표면 열전달계수는 증가한다.
본 실험에서는 우선, 단일 원통에 대한 직교류에서 원통 표면과 횡 유동하는 공기간의 열전달 계수를 실험적으로 측정한 후, 유동방향으로 6개의 열을 갖는 직교류 관군 열교환기에 대한 실 험을 수행한다. 실험은 각 열에 존재하는 관 및 관군 전체를 대상으로 열전달 물리량들을 측정 하여 각 열 및 관군 평균 열전달계수를 계산하고, 그 변화 경향을 기존 관계식들과 비교 검토함 에 의하여 직교류 열교환기의 이해에 도움을 주는데 그 목적이 있다.

1.2. 실험이론
(1)단일 원통에서의 직교 유동
직교류 열교환기는, 직교류 유동장 내의 이웃하는 면들이, 서로간의 존재로 인하여 유동에 영향을 미치는 영역 내에서, 직렬로 배열된 형태로 단순화할 수 있다. 이러한 면들로부터의 열전달율 예측은, 우선 고립된 한 개의 면, 즉 단일 원통에 대한 관계식을 기초로 고려하는 것이 바람직하다.