[자연과학] 실험보고서 - 열교환기 최종보고서

1. 실험목적

● 유량에 따른 열전달 정도를 알아본다.
● 총괄 열전달 계수 U를 계산하여 유체의 흐름상태와 유량과의 관계 를 알아본다.

2. 열교환기란?

온도가 높은 유체로부터 전열벽을 통해서 온도가 낮은 유체에 온도를 전달하는 장치로써 가열기와 냉각기, 증발기, 응축기 등에 사용된다. 열교환기 형식에서 가장 일반적으로 사 용되는 것은 금속관을 전열벽으로 하는 것으로, 이 형식에는 주수식, 이중관식, 핀붙이 다 관식, 투관형식 등이 있다.
열교환기에서 열전달을 목적으로 하는 유체에 열을 주기 위해 사용되는 전열매체를 열매라 고 하며, 이와는 반대로 열을 뺏는데 사용되는 것을 냉매라고 한다.

3. 열교환기의 종류

(1) 원통 다관식(Shell & Tube) 열교환기

가장 널리 사용되고 있는 열교환기로써,
폭넓은 범위의 열전달량을 얻을 수 있으므로
적용범위가 매우 넓고, 신뢰성과 효율이 높다.
그러나 이와는 반대로 열교환기의 설치 면적이
크고, 용량이 클수록 유지와 보수비용이 다른
열교환기에 비해 상대적으로 높다는 단점이
있다.

(2) 코일식 열교환기

탱크나 기타 용기내의 유체를 가열하기 위하여 용기 내에 전기 코일이나 스팀 라인을 넣어 감아둔 방식이다. 이 열교환기는 교반기를 사용하면 열전달 계수가 더욱 커지므로 큰 효과를 볼 수 있다.

(3) 평판형(Plate Type) 열교환기

유로 및 강도를 고려하여 요철(凹凸)형으로
프레스 성형된 전열판을 포개서 교대로 각기
유체가 흐르게 한 구조의 열교환기이다.
이 열교환기는 전열판이 분해가 가능하므로
청소가 완전하게 되고, 보존과 점검이 쉬울
뿐 아니라 …

(4) 이중관식 열교환기

4. 향류흐름(counter flow)과 병류흐름(parallel flow)

(1) 향류흐름(counter flow)이란?

(2) 병류흐름(parallel flow)이란?

5. 총괄 열전달 계수(U)

(1) 열교환량 Q와 총괄 열전달 계수 U사이의 관계를 이용한 식