열전도도 실험 & 열전달계수 측정 실험 예비

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열전도도 실험 & 열전달계수 측정 실험 예비에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

과 같다.
1 Btu/hft2 = 3.1546 W/m2
1 Btu/h = 0.l29307 W
Fourier's 의 식은 일정한 단면적 A의 벽면을 통과하는 정상상태의 열전달에 관하여 적분할 수 있다. 여기서 내면온도 즉 점 1의 온도를 T1, 점2의 온도를 T2라 하고 벽의 두께를 이라하면 다음과 같이 표현될 수 있다.
식을 적분하면 다음과 같다. 그런데 편의상 의 첨자 x를 생략하고 k는 온도에 따라 변하지 않는 상수로 가정한다.
6) 이중관 열교환기(항류,병류)
Double pipe heat exchanger
원관을 이중으로 하여 내관에 한 유체가 흐르고 두관 사이의 환상부분에 다른 유체가 흐르도록 됨.
Double pipe는 전열면적 크지 않으므로 큰 전열면적 필요시는 사용불가능. 一般的으로 간단한 액액 열교환에 사용되며 기액열교환에는 별로 사용되지 않음.
Counter current and parallel current flows
병류(parallel current) : 유체가 서로 같은 방향으로 흐를 때.
향류(Counter current) : 유체가 서로 반대 방향으로 흐를 때.
Parallel-current의 경우 입구의 온도차 은 상당히 크나, 출구의 온도차는 상당히 좁아지며, 전열과정이 길면 본질적으로 두 유체의 출구온도는 같아진다. 그러나 Counter current의 경우 전열과정의 길이에 상관없이 두 종점의 온도는 같아지지 않음.
열교환기에서 한 유체가 관다발에 직각으로 흐르는 경우의 흐름을 교차흐름(cross flow) 라하 함. ex)자동차 방열기, 가정용 냉동기의 응축기
Fig. 11.4 Temperatures in (a) countercurrent flow (b) parallel flow
Cold flow를 기준으로 윗 그림의 경우 cold flow는에서까지 가열되나 counter current의 경우 출구온도가 높다. 즉 전열효율은 향류인 때가 크다. 그러나 전열 속도는 parallel-current의 경우가 상당히 크며 counter current의 경우 상당히 완만하므로 급속한 전열을 바랄 때는 병류, 높은 전열효율을 바랄 때는 향류가 사용됨. 공업적인 면에서는 경제성을 고려하여 향류를 주로 사용.
7)뉴턴의 냉각 법칙
표면적 S, 온도 T인 물체가 열을 방출하고 냉각될 때 그 주위와의 온도차와 표면적 S에 정비례하는 열을 방출한다. 식으로 나타내면 다음과 같다.
8)열전달 계수
Overall heat transfer coefficient (총괄전열계수)
열 교환기에서 전열속도에 관한 식을 와 유사한 식으로 표현할 수 있다.
온도차(temp. difference) :
전열저항 : 라면
: overall heat transfer coefficient
의 Dimension
의 unit by British Engineering unit.
A가 변화하는 경우는 미분형으로
그러므로 local flux는
(11.9)
: local overall heat transfer coefficient)
9)대수 평균 온도차
Fig. 11.5 Temperature vs heat flow rate in counter current flow
(11.9) local heat fluon은
1) 총괄전열계수()는 x()를 전체 전열표면에 대하여 사용하려면 이를 적분하여야 하며 적분을 위한 assumpti일정한 값
2) 유체는 정상상태로 흐르며 유체의 비열은 일정
3) 외부와 열 교환이 없다
윗 가정으로부터와 는와 직선적으로 변하게되며와도 역시 직선관계이며, 직선의 기울기는 일정한 값을 가진다.
(11.11)
는 전체 열 교환기의 전열속도, 이므로
(11.12)
여기서는 constant로 가정하였으므로, 변수 분리하여 적분하면
(11.13)
Arrange 하면
(11.14)
(11.15)
: logarithmic mean temperature difference (LMTD), 대수평균온도차.
4.참고 문헌
-http://cafe.naver.com/gaury.cafe
-단위조작 warren L. McCabe McGraw-Hill 2003 281~283 , 286~290
310~313 , 315~138
-http://ynucc.yeungnam.ac.kr/~jysah/heattrans/Chap02/강의노트2.html - 영남대 열전도 강의노트
-http://kuic.kyonggi.ac.kr/~shinpyo/exp_man/heat_exc.hwp

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열전도도,   열전달,   전도,   대류,   복사,   화학공업실험