이중관 열 교환기 실험 보고서 (고찰 포함)

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Materials & Methods
4. Results
5. Discussion
6. Conclusion
7. Reference

본문내용

1. Abstract

이번 실험에서는 이중관 열교환기를 조작하면서 장치의 원리 및 조작방법을 익히고 향류 조건에서의 에너지 수지 및 온도 분포를 이해하며 유속과 열전달 속도와의 관계 그리고 열교환기 효율을 파악하였다. 냉수와 온수를 향류로 흘려주고 냉수의 유속에 일정한 변화를 주어 각 유속에 대한 LMTD를 계산하고 해당 값으로 총괄 열전달 계수를 구하면 각 유속에 대해 512, 756, 954, 1232J/m2·℃·s이 나오고 평균적으로는 Uavg=864.144J/m2·℃·s의 값을 얻을 수 있다. 또한 각 입구와 출구 온도를 통해 각 유속에 대해 열교환기의 효율은 0.231, 0.300, 0.361, 0.429로 계산된다. 따라서 유속이 증가함에 따라 열전달 계수와 효율 모두 증가하는 것을 알 수 있다. 하지만 본 실험에서는 향류 조건에서만 실험을 진행했기 때문에 추가로 병류 조건에서의 실험을 진행할 수 있다. 열교환의 구동력 차이로 인해 열 교환기의 효율은 병류보다 향류로 진행할 경우에 더욱 높은 수치를 보이고, 병류에서 온수의 Inlet과 Outlet의 산술적인 온도차가 더욱 커서 더욱 빠른 열전달 속도를 예상해볼 수 있다. 이를 직접 진행해보며 실제 실험에서도 동일한 경향을 보이는지 확인하고, 두 흐름에 대한 이해를 높이며 열교환의 원리에 대해 더욱 정확하게 이해할 수 있을 것이라 예상된다.

2. Introduction

이번 실험은 이중관 열교환기의 기초지식과 원리를 학습한 후 조작 방법을 익히며, 에너지 수지, 향류 및 병류 흐름의 온도 분포, 유속과 열전달 속도와의 관계, 열교환기의 효율을 이해하는 것을 목적으로 한다. 실험은 향류 흐름 조건에서 진행된다. 열교환기는 온도차가 존재하는 두 유체 사이에서 유체끼리의 혼합 없이 전열벽을 통해 열에너지를 전달하여 가열하거나 냉각하는 장치이다.

참고 자료

Warren L. McCabe 외 3명, “Unit Operations of Chemical Engineering 7th edition”, 2004, McGrawHill Education, pp.273-290, 369-406