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감상문,독후감

[자연과학][실험report] 이동현상실험 - 이중열교환기[Double Pipe Heat Exchanger]

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작성일18-04-17 18:47

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(2) 열교환기의 열수지를 계산한다.
(6) 온도와 유속을 다르게 하여 동일하게 실험한다.
(5) 동일한 방법으로 흐름을 바꿔서 실험한다.
각각의 열손실량과 얻은 열량이 같다고 가정하면

where, : 고온 유체의 열손실량
: 고온유체의 온도
: 고온유체의 유량
: 고온유체의 비열
: 저온유체의 열손실량
: 저온유체의 온도
: 저온유체의 유량
: 저온유체의 비열

Fig. 1. Double Pipe Heat Exchanger
(2) 장치 내의 각 유체의 온도변화
Fig. 2는 병류(Parallel Flow)와 향류(Counter Flow)일 때의 온도 변화에 대한 예이다.

2. 理論(이론)
(1) 2중관 열교환기의 열수지식
2중관 열교환기는 Fig. 1과 같이 Single Tube와 Jacket로 구성되어 있따 고온 유체는 내관으로 흐르고 저온 유체는 외관으로 흐르며 열량은 정상상태하에서 관벽을 통해 이동한다.
(2) 열교환기의 열수지를 계산한다.
(3) 총괄전열계수(Overall Heat Transfer Coefficient)를 실측하고 유체의 유량과의 관계를 연구한다.
(3) 향류 또는 병류 흐름에 따라 밸브를 열어준다.
(4) 온도가 어느 정도 일정해지면 고온유체와 저온유체의 입구 및 출구 온도를 기록한다.

2. 理論(이론)
(1) 2중관 열교환기의 열수지식
2중관 열교환기는 Fig. 1과 같이 Single Tube와 Jacket로 구성되어 있따 고온 유체는 내관으로 흐르고 저온 유체는 외관으로 흐르며 열량은 정상상태하에서 관벽을 통해 이동한다.
(3) 총괄전열계수(Overall Heat Transfer Coefficient)를 실측하고 유체의 유량과의 관계를 연구한다.

6. 실험결과
(1) 실험 Data
Di(mm)0.0235m관길이0.18m


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다.
(2) 고온 유체가 50°C가 되면 유체를 흘려보내는데 고온 유체와 저온 유체의 유속을 갖게 해준다.


3. 실험장치

Fig. 4. Double Pipe Heat Exchanger Apparatus.

4. 실험준비물
(1) 이중관 열교환기
(2) 온도계
(3) 압력계
(4) 밸브
(5) 유량계

5. 실험방법
(1) 이중관 열교환기의 스위치를 켜서 고온 유체를 50°C에 맞추고 고온 유체가 50°C가 될 때까지 기다리며 시간을 단축하기 위해 고온 유체가 가열되는 부분을 보온한다.
where, : 교환된 열량
: 전열 면적
: 총괄전열계수
: 대수 average(평균) 온도차

① 흐름이 병류(Parallel Flow)일 때

② 흐름이 향류(Counter Flow)일 때

총괄전열계수가 온도차에 따라 직선적으로 변한다고 가정하였을 때

(3) 열교환기의 효율
Fig. 2를 비교하면서 계산한다.

① 병류 흐름 (Parallel Flow)

where, : 입구에서의 저온유체의 온도

② 향류 흐름(Counter Flow)

where, : 출구에서의 저온유체의 온도

(4) 레이놀즈수 ( )
유체의 흐름형태가 층…(skip) 류인지 난류인지를 결정하는 레이놀즈수는 다음 식으로 표현된다.

Fig. 2. Temperature Profile Vs. Axis Of Heat Exchanger

양 유체 사이의 average(평균) 온도차를 이라 하면, 교환된 열량은 다음과 같다.
각각의 열손실량과 얻은 열량이 같다고 가정하면

where, : 고온 유체의 열손실량
: 고온유체의 온도
: 고온유체의 유량
: 고온유체의 비열
: 저온유체의 열손실량
: 저온유체의 온도
: 저온유체의 유량
: 저온유체의 비열

Fig. 1. Double Pipe Heat Exchanger
(2) 장치 내의 각 유체...

Double Pipe Heat Exchanger

1. 목적
(1) 간단한 열교환기의 기본식을 연구한다.

where, : 직경
: 동점성 계수 (Kinematic Viscosity, )
: 유속

정리(整理) 하면,
Tube와 Jacket의 직경은 다음 Fig. 3과 같다.

Fig. 3. Cross Section of Double Pipe Heat Exchanger

(5) 총괄전열계수
이중관 열교환기에 있어서 총괄전열계수 는 오염인자를 무시할 경우,

또는,

where, , : 내관의 내외표면적을 기준으로 한 총괄전열계수
, : 내관의 외경 및 내경
: 내관의 내경과 외경의 대수average(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 상당직경(Equivalent Diameter), 를 사용해야 한다.


실험결과/기타








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설명
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Double Pipe Heat Exchanger

1. 목적
(1) 간단한 열교환기의 기본식을 연구한다.

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