이중관 열교환기의 특성 실험

[이중관 열교환기의 특성 실험]
? 실험 목적
열교환기의 가장 기본적인 이중관 열교환기를 이용해서 대수 평균 온도차의 개념을 이해하고 총합 열전달계수에 대해서 알아본다. 그리고 이중관 내의 온수와 냉수의 흐름의 방향을 병류와 향류로 바꿨을 때 열교환의 특성(유용도, 총합 열전달계수),을 비교하고 효율을 생각해 본다.
2. 기본 이론
오른쪽 그림은 병류와 향류를 나타내는 그림이다. 위쪽 그림에서 온수가 왼쪽에서 오른쪽으로 흘러가는 동안 냉수도 같은 방향으로 흘러가는 것을 볼 수 있다. 그리고 아래쪽의 그림은 반대로 온수와 냉수의 이동 방향이 서로 다른 것을 볼 수 있다. 병류는 입구에서 많은 양의 열이 냉수로 옮겨 가지만 출구로 갈수록 그 온도차가 작아져서 열전달양이 줄고 향류를 냉수와 온수의 어느정도의 온도차를 계속 유지하게 된다.
- 대수 평균 온도차법 (LMTD: Logarithmic Mean Temperature Difference)
열 교환기의 1차 측과 2차 측의 유체온도에 의해서 결정되는 평균온도차는 단순한 산술평균이 아니라 수식 속에 대수가 들어있어서 대수평균온도차라고 한다.
열교환기에서 관 벽을 …(생략)

①빗금으로 표시된 부분이 이중관으로 되어 있는 열교환기인데 외부 단면은 단열이 되어있고 오른쪽의 유량계를 이용해서 관속의 흐르는 온수와 냉수의 유량과 속도를 조절할 수 있다.

②위쪽의 워터 히터는 우리가 원하는 온도의 온수를 설정해서 공급할 수 있다.

③이중관 열교환기 밑에는 온수와 냉수의 흐름을 조절할 수 밸브가 있는데 병류와 향류로 바꿀 수 있다.

④이중관으로 들어가는 파이프와 나오는 파이프에는 온도계가 설치되어서 온수와 냉수의 들 어갈 때 온도와 나올 때의 온도를 알 수 있다.

⑤온도를 측정하기 위해서 열전대를 사용했는데 열전대는 아래에서와　같이　두개의　금속　 을 접합하고 동일 온도로　한　상태에서　한 쪽의 온도를 다르게 하면 두개의 금속 사이 에 기전력이 발생하는 데 이 기전력은 온도와 일정한 관계가 있어서 기전력의 변화로 온 도의 변화를 측정할 수 있다. 이때 발생하는　열기전력은　두　종류의　금속과　양　접 점간의　온도　차이에　의해