열교환기에 대해서 레폿 EL

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열교환기에 대해서

열교환기에 대해서

화공현상실험

열교환기

? 목적

○ 열교환기를 이용하여 열 수지를 이해한다.

○ 유량에 따른 열전달 정도를 알아본다.

○ 총괄 열전달 계수 U의 개념을 알고 그것을 계산하여 흐름 종류와유량과의 관계를 알아본다.

? 이론

○ 열의 이동

● 두 계 사이에서 온도 차이가 있을 때 열과 에너지 이동이 일어난다.

● 복사

● 전도

◎ 주로 고체에서 물질 이동을 수반 없이 고온부에서 저온부로 열이 전달되는 현상

ex) 금속막대의 한쪽 끝을 가열하면 가열되는 부분부터 순차적으로 뜨거워지는 경우, 온도가 다른 물체끼리의 접촉에 의해 열 이동이 일어나는 경우.

◎ 열전도에 의한 물체 내부의 열 전달속도

물질 내부의 온도기울기(단위길이 당 온도차)에 비례하지만, 물질 종류에 따라 큰 차이가 있다.

● 대류

◎ 유체가 부분적으로 가열되어 온도가 높아지면(물의 4℃ 이하와 같은 경우는 제외)

→ 그 부분이 팽창하여 밀도가 작아지기 때문에 부력이 생겨 위로 올라간다.

→ 대신 위에 있던 온도가 낮고 밀도가 큰 부분이 내려온다.

→ 이러한 과정을 되풀이함으로써 물질 자신의 운동에 의해 열을 전달하는 현상이 대류.

→ 그 결과 유체는 위쪽에서부터 따뜻해진다.

→ 유체가 골고루 데워진다.

◎ 냉장고의 얼음은 높은 데에 두고, 난방 기구는 낮은 데에 두는 것은 이 대류효과를 이용한 것이다.

◎ 난류(暖流), 육풍(陸風), 해풍(海風) 등 대기의 대류현상은 기상상태를 결정하는 중요한 요인의 하나이다.

◎ 가열되는 구역이 유체의 윗부분에 있으면 대류는 일어나지 않는다.

○ 열교환기

● 온도가 높은 유체로부터 전열벽을 통해서 온도가 낮은 유체에 온도를 전달하는 장치

● 적용 - 가열기와 냉각기, 증발기, 응축기 등.

● 열매 - 열교환기에서 열전달을 목적으로 하는 유체에 열을 위해 사용되는 전열매체

● 냉매 - 열을 뺏는데 사용되는 것.

○ 열교환기의 종류

● 열교환기 형식에서 가장 일반적으로 사용되는 형식 - 금속관을 전열벽으로 하는 것

● 주수식, 핀붙이 다관식, 투관형식

● 원통형 다관식 ★ 이번 실험에서 사용

◎ 폭넓은 범위의 열 전달량을 얻을 수 있으므로

적용범위가 매우 넓다.

◎ 가장 널리 사용된다.

◎ 신뢰성과 효율이 높다.

◎ 열교환기의 설치 면적이 크다.

◎ 용량이 클수록 유지와 보수비용이 다른

열교환기에 비해 상대적으로 높다는 단점이 있다.

● 이중관식

◎ 외관 속에 전열관을 동심원상태로 삽입하여 전열관내

및 외관동체의 환상부에 각각 유체를 흘려서 열 교환을

시키는 구조이다.

◎ 구조 - 비교적 간단하다.

◎ 다른 열교환기에 비해 상대적으로 가격도 저렴하다.

◎ 전열 면적을 증가시키기 위해 직렬 또는 병렬로 같은 치수의 것을 쉽게 연결시킬 수 있다.

◎ 하지만 전열면적이 증대됨에 따라 다관식에 비해 전열 면적당 소요 용적이 커지며 그 렇게 되면 가격도 비싸지게 되므로 전열면적이 20㎡ 이하의 것에 많이 사용된다.

● 코일식 열교환기

◎ 탱크나 기타 용기내의 유체를 가열하기 위하여 용기 내에 전기 코일이나 스팀 라인을 넣어 감아둔 방식이다.

◎ 교반기를 사용하면 열전달 계수가 더욱 커지므로 큰 효과를 볼 수 있다.

● 평판형 열교환기

◎ 유로 및 강도를 고려하여 요철(凹凸)형으로

프레스 성형된 전열판을 포개서 교대로 각기

유체가 흐르게 한 구조의 열교환기이다.

◎ 이 열교환기는 전열판이 분해가 가능하므로

청소가 완전하게 되고, 보존과 점검이 쉽다.

◎ 전열판 매수를 가감함으로써 용량을 조절할

수 있다.

◎ 하지만 전열면을 개방할 수 있는 형식의

열교환기는 고무나 합성수지로 된 가스켓을

사용하고 있으므로 고온 또는 고압용으로서는

적당하지가 않다.

◎ 그리고 가스켓을 사용하지 않고 용접 또는 납땜에 의해 일체형으로 제작된 것은 온도의 제한이 완화 되지만 전열면의 점검이나 청소가 불가능 하므로 부식성이 있거나 오염이

[문서정보]

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파일종류 : HWP 파일

자료제목 : 열교환기에 대해서

파일이름 : 열교환기에 대해서.hwp

키워드 : 열교환기에,대해서

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