열교환기 3조

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열교환기 3조에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

ow)일 때의 열전달 측정
㉠. 파이프의 밸브를 병류 놓고 온수의 유량을 1.8 L/min로 유지 시킨다.
㉡. 냉수의 유량을 1.5, 3.0L/min로 흘려보내 정상상태에 도달하면 그 때의 입출 구 온도를 측정한다.
㉢. Ⅲ-㉠단계의 온수의 유량을 3.0 L/min로 유지 시킨 후 Ⅲ-㉡단계를 반복한다.
실험 시 주의사항
○ 실험 중간에 온수의 온도가 떨어지지 않도록 보일러를 지속적으로 가동시켜 준다.
○ 차가운 물, 뜨거운 물의 유량은 변하기 쉬우므로 항상 일정하게 유지하기 위해 계속 지켜본다.
○ 배수 탱크가 넘치지 않게 밸브 연다.
○ 계기판에는 채널 H1~4, C1~4이 차례대로 나타나는 것이 아니므로 값을 측정할 때 주의해서 기록한다.
○ 실험이 끝나면 히터를 먼저 끄고 펌프는 조금 더 돌려준다.
○ 실험이 끝난 후 물을 빼고자 할 때에는 POWER 스위치를 내린 후 배수한다.
실험결과
○ 각 지점별 온도
○ LMTD(log mean temperature difference) 로그 평균 온도차
= 유입되는 두 유체 사이의 온도차 = A2 - B5
= 유출되는 두 유체 사이의 온도차 = A1 - B3
● 향류 H1.8, C1.5
● 향류 H1.8, C3
● 향류 H3, C1.5
● 병류 H1.8, C1.5
○ 대수 평균면적 A
L = 전열 길이(혹은 접촉 길이) = 8.85m
= 튜브의 직경 = 0.0059m
= 튜브의 내경 = 0.0049m
○ 열량 Q
= 냉수의 질량 유속
= 냉수의 평균 온도에서의 비열 = 1kcal/kg
= 냉수의 튜브 양쪽 끝에서의 온도차이
25℃에서 물의 밀도 = 0.9972kg/L
● 향류 H1.8, C1.5
● 향류 H1.8, C3
● 향류 H3, C1.5
● 병류 H1.8, C1.5
○ U = Q / (A * LMTD)에 위에서 구한 값들을 대입한다.
● 향류 H1.8, C1.5
U = (46kcal*℃/min) / (0.15m2 * 25℃) = 13kcal/(min*m2)
● 향류 H1.8, C3
U = (87kcal*℃/min) / (0.15m2 * 21℃) = 28kcal/(min*m2)
● 향류 H3, C1.5
U = (72kcal*℃/min) / (0.15m2 * 14℃) = 34kcal/(min*m2)
● 병류 H1.8, C1.5
U = (24kcal*℃/min) / (0.15m2 * 15℃) = 11kcal/(min*m2)
결론, 오차 원인 분석
○ 향류 실험에서 뜨거운 물의 유량이 일정할 때 차가운 물의 유량이 높을수록 열 교환 계수 U가 높고. 그에 따라 열 교환이 잘 일어남을 알 수 있었다.
○ 뜨거운 물, 차가운 물의 유량이 모두 같을 때는 향류 흐름이 병류 흐름보다 열 교환 계수 U가 높고. 그에 따라 열 교환이 잘 일어남을 알 수 있었다.
○ 향류 임에도 차가운 물의 온도 변화가 유난히 많이 나서 나중에는 뜨거운 물의 온도보다 높아졌다. 그 이유는, 차가운 물은 수도 꼭지와 연결 되어 있기 때문에 다른 사람들이 수도 꼭지를 틀게 되면 유량이 더 많이 변하기 때문일 것이다. 따라서 사전에 수돗물을 써야 하는 다른 조들에게 양해를 구해야 할 것이다.
○ 새로운 흐름이나 유량으로 실험할 때에는 전원을 꺼서 충분히 식히고 새로 시작해야 정확한 값이 나온다.
○ 많은 채널이 있으므로 빠르게 적지 않으면 정확한 값을 측정 할 수 없었다.
참고문헌
Mc Graw Hill - 화학공학열역학 7th 140, 281p
http://mybox.happycampus.com/boardzone/512241
http://reportworld.co.kr/report/data/view.html?no=350609

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