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fileicon[기계공학] 열교환기 성능실험

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소개글

[기계공학] 열교환기 성능실험에 대한 자료입니다.

목차

1. 열교환기의 종류
2. 대수평균온도차 유도
3. NTU
4. 열교환이 잘일어나려면
5. 실험데이터와 그래프
6. 실험 고찰및 오차분석

본문내용

1. 열교환기의 종류
1) 원통다관식 (Shell & Tube) 열교환기
- 가장 널리 사용되고 있는 열교환기로 폭넓은 범위의 열전달량을 얻을 수 있으므로
적용범위가 매우 넓고 신뢰성과 효율이 높다.

2) 이중관식 (Double Pipe Type) 열교환기
- 외관 속에 전열관을 동심원 상태로 삽입하여 젼열관내 및 외간동체의 환상부에 각각
유체를 흘려서 열교환 시키는 구조이다. 구조는 비교적 간단하며 가격도 싸고
전열면적을 증가시키기 위해 직렬 또는 병렬로 같은 치수의 것을 쉽게 연결 시킬수
가 있다. 그러나 전열면적이 증대됨에 따라 다관식에 비해 전열면적당의 소요용적이
커지며 가격도 비싸게 되므로 전열면적이 20 이하의 것에 많이 사용된다.
이중관식 열교환기에서는 내관 및 외관의 청소 점검을 위해 그랜드 이름으로
전열관을 떼어낼 수 있는 구조로 하는 수가 많다. 이 같은 구조에서는 열팽창, 진동,
기타의 원인으로 이음부분에서 동측유체가 누설되는 수가 있으므로 동측유체는
냉각수와 같은 위험성이 없는 유체 혹은 저압유체를 흘린다.
U자형 전열관과 관상동체 및 동체커버로 이루어지며 전열관은 온도에 의한 신축이
자유롭고 관내를 빼낼 수 있는 이중관헤어핀형 열교환기가 있다.
또 전열효과를 증가시키기 위해 전열관 외면에 핀(Fin)을 부착시킨 것도 있다.

3) 평판형 (Plate Type) 열교환기
- 유로 및 강도를 고려하여 요철형으로 프레스성형 된 전열판을 쪼개서 교대로 각기
유체가 흐르게 한 구조의 열교환기이다. 전열판은 분해할 수 있으므로 청소가 완전히
되고 보존 점검이 쉬울 뿐 아니라 전열판매수를 가감함으로써 조절할 수 있다.
평판을 개방할 수 있는 형식의 것은 고무나 합성수지 가스켓을 사용하고 있으므로
고온 또는 고압용으로서는 적당하지 않다. 액체와 액체와의 열교환에 많이 사용되며
한계사용압력 및 온도는 각각 약 5 , 150 ℃ 이다. 주로 식품공정과 같이 자주
세척하여 청결을 유지할 필요가 있는 경우에 사용되며 아래와 같은 경우에는 적절하지
못하다.
- 0.5mm 이상의 고체 입자를 함유한 액체
- 열전달 면적이 8500 이상
- 25 및 350 ℃ 이상
- 상변화가 있는 경우
- 유체의 속도 0.1m/sec 이하인 경우
가스켓을 사용하지 앟고 용접 또는 남땜에 의해 입체로 제작된 것은 온도의 제한이
완화 되지만 전열면의 점검이나 청소를 할 수 없으므로 부식성 또는 오염이 심한
유체에는 사용할 수 없다.

4) 공냉식 냉각기 (Air Cooler)
- 냉각수 대신에 공기를 냉각유체로 하고 팬을 사용하여 전열관의 외면에 공기를 강제
통풍시켜 내부유체를 냉각시키는 구조의 열교환기이다. 공기는 전열 계수가 매우
작으므로 보통 전열관에는 원주핀이 달린 관이 사용된다. 공랭식 열교환기에는 튜브
Bundle에 공기를 삽입하는 삽입 통풍형과 공기를 흡입하는 유인 통풍형이 있다.
냉각식 열교환기는 냉각수가 필요 없으므로 (수원보호의 필요가 없으므로) 최근 그
이용이 급격히 증가되고 있다. 그러나 넓은 설치면적이 필요하며 건설비가 비싸고,
관에서의 누설을 발견하기 어렵고, 전열관의 교환이 곤란한 점 등의 단점이 있다.

태그 열교환기, NTU, 대수평균온도차, 성능

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