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화학공학실험 - 이중관열교환기(Double Pipe Heat Exchanger)실험

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작성일17-11-29 19:48

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⑵ 열교환기의 열수지를 계산한다.
⑶ 총괄전열계수(Overall Heat Transfer Coefficient)를 실측하고 유체의 유량과의 관계를 연구한다.


3. 실험 준비물
⑴ 이중관 열교환기
⑵ 온도계
⑶ 압력계
⑷ 밸브
⑸ 유량계
4. 실험 방법
⑴ 수증기 응축 열교환기의 외관에 수증기를 10 psig가 되도록 조절하여 보내고 내관에는 밸브를 조절하여 일정한 속도로 냉수를 보낸다.
(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 [ ]
:...

Double Pipe Heat Exchanger

1. 목적
⑴ 간단한 열교환기의 기본식을 연구한다.
⑶ 수증기의 소비량을 알기 위하여 응축물의 양을 직접
평량하여 측정(measurement)한다.


실험결과/화학




Double Pipe Heat Exchanger

1. 목적
⑴ 간단한 열교환기의 기본식을 연구한다.

2. theory(이론)
⑴ 2중관 열교환기의 열 수지식
2중관 열교환기는 Single Tube와 Jacket로 구성되어 있따 고온 유체는 내관으로 흐르고 저온 유체는 외관으로 흐르며 열량은 정상상태 하에서 관벽을 통해 이동한다.

5. 결과 값의 고찰

재질
큰 원의 내직경
작은 원의 내직경
두께
파이프길이
동파이프
23mm
14mm
1mm
1m
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화학공학실험 - 이중관열교환기(Double Pipe Heat Exchanger)실험

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설명

화학공학실험 - 이중관열교환기(Double Pipe Heat Exchanger)실험




순서




다.
⑸ 밸브를 조작하여 병류와 향류로 각각 실험한다.
⑷ 모든 실험치는 정상상태에서 측정(measurement)하여야 하며 적어도 4번 이상 유속을 변화시켜서 실험치를 얻어야 한다.
(10-4)
(10-5)

where, : 교환된 열량 [ ]
: 전열 면적 [ ]
: 총괄 전열 계수 [ ]
: 대수 mean or average(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 향…(skip) 류 흐름(Counter Flow)
(10-10)
where,
⑷ 레이놀즈수( )
유체의 흐름형태가 층류인지 난류인지를 결정하는 레이놀즈수는 다음 식으로 표현된다.
(10-11)
where, : 직경 [ ]
: 동점성 계수 ( Kinematic Viscosity, ) [ ]
: 유속 ( 〓 ) [ ]
정리(arrangement)하면,
(10-12)
(10-13)

⑸ 총괄 전열 계수
이중관 열교환기에 있어서 총괄전열계수 U는 오염인자를 무시할 경우,
(10-14)
또는,
(10-15)
where, : 내관의 내,외표면적을 기준으로 한 총괄 전열 계수
: 내관의 외경 및 내경
: 내관의 내경과 외경의 대수mean or average(평균) 직경
: 관벽의 두께
: 관벽의 열전도도
: 내관 및 외관에서의 개별 전열계수

☞ 참고 : Equivalent Diameter

Jacket을 흐르는 저온 유체의 레이놀즈수를 알기 위해서는 냉각수의 통과 면적이 이므로 상당 직경( Equivalent Diameter ), D를 사용해야 한다.
⑵ 열교환기의 열수지를 계산한다.

2. theory(이론)
⑴ 2중관 열교환기의 열 수지식
2중관 열교환기는 Single Tube와 Jacket로 구성되어 있따 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 mean or average(평균) 온도차를 이라 하면, 교환된 열량은 다음과 같다.
⑵ 정상상태에 도달하면 내관의 출입구의 온도를 측정(measurement)한다.
⑶ 총괄전열계수(Overall Heat Transfer Coefficient)를 실측하고 유체의 유량과의 관계를 연구한다.

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