화학공학실험 - 이중관열교환기(Double Pipe Heat Exchanger)실험

Double Pipe Heat Exchanger

1. 목적
⑴ 간단한 열교환기의 기본식을 연구한다.
⑵ 열교환기의 열수지를 계산한다.
⑶ 총괄전열계수(Overall Heat Transfer Coefficient)를 실측하고 유체의 유량과의 관계를 연구한다.

2. 이론
⑴ 2중관 열교환기의 열 수지식
2중관 열교환기는 Single Tube와 Jacket로 구성되어 있다. 고온 유체는 내관으로 흐르고 저온 유체는 외관으로 흐르며 열량은 정상상태 하에서 관벽을 통해 이동한다.
(10-1)
(10-2)
각각의 열손실량과 얻은 열량이 같다고 가정하면
(10-3)
where, : 고온 유체의 열손실량 [ ]
: 고온유체의 온도 [ ]
: 고온유체의 유량 [ ]
: 고온유체의 비열 [ ]
: 저온유체의 열손실량 [ ]
: 저온유체의 온도 [ ]
: 저온유체의 유량 [ ]
: 저온유체의 비열 [ ]
⑵ 장치 내의 각 유체의 온도변화

count-current flow parallel-current flow
양 유체 사이의 평균 온도차를 이라 하면, 교환된 열량은 다음과 같다.
(10-4)
(10-5)

where, : 교환된 열량 [ ]
: 전열 면적 [ ]
: 총괄 전열 계수 [ ]
: 대수 평균 온도차 [ ]
① 흐름이 병류( Parallel Flow )일 때
(10-6)
② 흐름이 향류( Counter Flow )일 때
(10-7)
총괄 전열 계수가 온도차에 따라 직선적으로 변한다고 가정하였을 때
(10-8)
⑶ 열교환기의 효율
① 병류 흐름(Parallel Flow)
(10-9)
where,
② 향류 흐름(Counter Flow)
....

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