화공실1 이중관식 열교환기 결과보고서

1. 실험 제목: 이중관식 열교환기
2. 실험 목적:
① 열교환기의 종류왿� 특성을 이해한다.
② 향류(Parallel Flow)왿� 병류(Counter Flow) 조작을 이해한다.
③ 총괄전열계수를 이해하고 실험으로 구한다.
④ 대수평균온도차(LMTD), 대수평균면적, 대수평균직경의 개념을 이해한다.
⑤ 이중관식 열교환기의 열전달 효율을 실험으로 구한다.
3. 실험 이론
1) 열교환기
- 열교환기의 기능은 찬 유체의 온도를 상승시키고, 더운 유체의 온도를 강하시키는 것이다.
- 두 개의 유체 간 고체 벽을 사이에 두고 서로 만나지 않게 간접적으로 접촉시켜 유체사이의 열 이동(열 교환)을 가능하게 하는 장치로 쉘 및 튜브, 판형, 단열, 플레이트 핀, 이중관식 등 여러 종류의 열교환기가 있다.
2) 이중관식 열교환기
- 한 유체는 내관을 통과하고 제2의 유체는 외관과 내관 사이의 환형 공간을 통해 흐른다.
- 열전달관의 유체를 포함하는 용기에 관을 사용하고, 열 전달관 내 및 외관동체왿�의 환상부에 각각 유체를 유통시켜 열을 교환하는 구조인 열교환기이다.
- 내관과 외관으로 되어있고 내관 내부의 유체왿� 관 사이에 있는 고리모양 부분의 유체 사 이에서 열 교환이 이루어진다. 구조는 비교적 간단하고 재료는 시장성이 넓은 배관용 강관이 많이 사용되며 가격도 비교적 싸고 열 전달면적의 증가도 자유로이 할 수 있지만 처리할 수 있는 양이 적다.
- 이중관식 열교환기의 유체흐름배치에는 향류왿� 병류가 있다.
3) 향류 (counter flow)
- 고온 유체왿� 저온 유체가 열 교환기에서 서로 반대 방향으로 들어가 반대 방향으로 흘러나오는
흐름 배치를 말한다.
- 열교환은 전체적으로 일정하며 온도 변화는 서서히 일어난다. 병류보다 효율이 높은 편이다.
4) 병류(parallel flow)
- 두 유체가 교환기의 같은 끝 부분에서 들어가고, 그 흐름이 같은 방향이면 그 흐름은 병 류라 한다.
- 열교환은 전체적으로 줄어들고 온도 변화는 급속히 일어난다. 향류보다 효율은 낮은 편이다.