[이동현상실험] 이중관식 열교환기[Double Pipe Heat Exchanger]

Double Pipe Heat Exchanger

◎ 목적
① 간단한 열교환기의 기본 식을 연구한다.
② 열교환기의 열 수지를 계산한다.
③ 총괄전열계수(Overall Heat Transfer Coefficient)를 실측하고 유체의 유량과의 관계를 연구한다.

◎ 이론
(1) 2중관 열교환기의 열 수지식
2중관 열교환기는 Single Tube와 Jacket로 구성되어 있다. 고온 유체는 내관으로 흐르고 저온 유체는 외관으로 흐르며 열량은 정상 상태하에서 관 벽을 통해 이동한다.

각각의 열손실량과 얻은 열량이 같다고 가정하면

where, : 고온 유체의 열손실량 [ ]
: 고온유체의 온도 [ ]
: 고온유체의 유량 [ ]
: 고온유체의 비열 [ ]
: 저온유체의 열손실량 [ ]
: 저온유체의 온도 [ ]
: 저온유체의 유량 [ ]
: 저온유체의 비열 [ ]
(2) 장치 내의 각 유체의 온도변화
양 유체 사이의 평균 온도차를 이라 하면, 교환된 열량은 다음과 같다.

: 교환된 열량 [ ]
: 전열 면적 [ ]
: 총괄 전열 계수 [ ]
: 대수 평균 온도차 [ ]

1) 흐름이 병류( Parallel Flow )일 때

2) 흐름이 향류( Counter Flow )일 때

총괄 전열 계수가 온도차에 따라 직선적으로 변한다고 가정하였을 때

⑶ 열교환기의 효율
① 병류 흐름(Parallel Flow)

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