[자연과학] [실험보고서] 열유체-열교환기[kc]

1. 열교환기 종류

열교환기는 가열기 ·냉각기 ·증발기 ·응축기(凝縮器) 등에 사용된다. 목적으로 하는 유체에 열을 주기 위해 사용되는 전열매체를 열매(熱媒)라고 하며, 이와는 반대로 열을 뺏는 데 사용되는 것을 냉매(冷媒)라고 한다.
열교환기의 형식에서 가장 일반적으로 사용되는 것은 금속관을 전열벽으로 하는 것으로, 이 형식에는 주수식(註水式) ·이중관식 ·핀붙이 다관식 ·투관형식(透管型式) 등이 있다. 이중관식 열교환기는 내관(內管)과 외관으로 되어 있으며, 내관 내부의 유체와 관과 관 사이에 있는 고리 모양 부분의 유체 사이에서 열교환이 이루어진다. 이 형식은 구조는
간단하지만 처리하는 양이 적다.
대용량인 것에는 커다란 외관(外管)에 여러 개의 작은 관을 넣은 투관형식을 사용한다. 열이 높은 유체와 낮은 유체의 흐름에서 같은 방향으로 흐르는 것을 병류형(竝流型), 반대방향으로 흐르는 것을 역류형, 직각방향으로 흐르는 것을 직교류형이라고 한다.
보통 공업에서 사용되는 전열매체에는 물 ·수증기 ·공기 ·연도(煙道)가스 ·석유 ·수은 ·나트륨 ·칼륨 및 비페닐에테르와 비페닐의 혼합물인 다우섬(dowtherm) 등이 있다.

2. LMTD (Log Mean Temperature Differrence)

정상상태를 적용한 에너지식은 ,
①
②
만약 이 유체가 상변화를 겪고있지 않다면, 비열이 일정하다고 가정하면
①′
②′
설계된 부분에서 온도의 표현은 평균 유체 온도(Mean fluid temperature)를 이용한다
* 위 네가지 식은 유체의 배열과 열교환기의 형식에 독립적이다.
또다…

④식은 ①식, ②식과 함께 열교환기분석을 수행하기위해 쓰여질수 있다.

3. NTU법