[공학]열전달 실험장치

MANUAL HH13
使 用 說 明 書
열전달 실험장치
(HEAT EXCHANGER SYSTEM)
(MODEL : HH13)
▣ 목 차 ▣

1. 실 험 목 적

2. 사 양

3. 외 관 도

4. 이 론

5. 실 험 장 치

6. 실 험 방 법

7. 실험 합리의 정리

1. 실 험 목 적
열 교환기의 구조로는 여러가지 방식이 채택되고 있으나 그 가운데 가장
간단하고 보편적인 것은 원관으로 이루어진 관군이다.
따라서 관군 주위에서의 열 전달 문제는 실제적으로 매우 흥미있는 주제이나
유동의 복잡성 때문에 이론적으로 해석하기는 매우 어렵다.
본 실험에서는 한 개의 원형봉이 유동 중에 놓여 있을 경우와 여러 개의
원형봉이 하나의 관군을 이루며 있을 경우의 열전달 상태를 실험적으로
고찰하여 비교하고, 더 나아가 열교환기의 이해에 도움을 주는데 그 목적이
있다.
2. 사 양
1. Test section : 125mm × 125mm, Perspex Acryl 12t
2. Diameter of cylindrical element Dia. : 12.5mm
Element Vertical pitch : 25mm
Element Horizontal pitch : 20mm
3. Max. velocity : 10m/s
4. Max. reynolds No : 16000
5. Dimensi…

8. Inclined manometer : 1개

9. Air Temp. Meter : 0 ~ 199℃ (Pt 100Ω)

10. Temp. Controller : RT+10℃ ~ 70℃

3. 외 관 도

4. 이 론

유체가 유선형 물체 주위를 흐르고 있을 때 물체로부터 주위 유체로의 전열량은 경계층이론을 사용하여 비교적 정확히 계산할 수 있으나, 원통이나 구와 같은 bluff body 주위를 유체가 흐를때는 유동의 박리(separation)하게 되어 복잡해지는 관계로 전열량을 해석적으로 계산하기는 어려워진다.

그러나 많은 실험결과들은 Reynolds 수 Re의 변화가 그렇게 크지 않은 범위 내에서는 열전달계수 h를 다음과 같은 식을 사용하여 비교적 정확히 계산할 수 있음을 보여주고 있다.

여기서 Nu와 Pr은 각각 Nusselt수와 Prandtl수를 나타내고, c와 m은 물체의 형상과 Reynolds 수의 범위에 따라 결정되는 상수이다.

여러 걔의 원형봉들이 하나의 관군을 이루고 있을 때도 식 (1)을 사용하여 열전달계수 h를 구하는 것이 보통이다. 그러나 이 때 상수 c와 m은 Reynolds수가 같더라도 한 개의 원형봉이 놓여 있을 때와는 달라진다.

한편 관군의 열수가 많아지면 압력강하가 상당히 커진다.

유체가 관군 주위를 흐르는 동안 발생하는 압력강하 △p와 관군 주위에서의 평균유속 V사이에는 다음 관계가 성립한다.

여기서 n은 관군의 열수이고, p는 유체의 밀도, a와 α는 실험적으로 결정되는 상수이다.

5. 실 험 장 치