금오공과대학교 기계공학과 기계공학응용실험1 열교환기 성능 실험 결과보고서

목차

1. 평행류와 대향류 온도측정표 및 실험값 그래프
2. 열교환기 고온, 저온수 평균온도표
3. 열교환기 고온, 저온수 정압비열표
4. 열교환기 고온, 저온수 열량
5. 열교환기 고온, 저온수 대수평균온도차
6. 열교환기 고온, 저온수 총괄열전달 계수
7. 열교환기 고온, 저온수 온도효율
8. 실험결과
9. 고찰
10. 참고문헌

본문내용

* 고찰

이번 실험은 고온유체의 질량유량과 저온유체의 질량유량을 변경하여 그에 대한 저온유체의 입 출구온도, 고온유체의 입 출구온도를 측정하였다. 실험은 이중관 열교환기로 평행류와 대향류 두 경우로 실험하였다.

앞의 평행류 대향류의 위치에 따른 온도그래프를 보면 평행류의 경우는 열교환 초반에 온도차가 크므로 많은 열교환이 발생하다가 점차 온도차가 줄어드는 것을 볼 수 있다. 반면 대향류의 경우 위치에 따른 온도차가 비교적 일정하므로 전체적으로 위치에 따른 열교환이 일정한 것으로 판단할 수 있다.

실험결과를 보면 대향류의 온도효율이 평행류의 온도효율보다 전체적으로 높은 것을 확인 할 수 있다. 이론적으로도 대향류의 온도효율이 평행류의 온도효율보다 좋기 때문에 이 부분에서의 실험은 만족할만한 결과가 나왔다. 수업시간에 대향류의 온도효율이 더 좋다고 배웠지만 정량적으로 얼마나 좋은지는 알 수 없었다. 이번실험을 통해 평행류와 대항류의 온도효율차이를 알 수 있었다.

에너지보존의 법칙을 생각해보면 최대효율일 경우 고온유체에서 잃어버린 열량이 저온유체가 얻은 열량과 같아야한다. 그렇지만 실제로는 열량손실이 발생하므로 그렇지 못하다. 실험결과도 열량의 손실이 발생하였고 대부분의 열량손실은 배관과 실험장비의 완전한 단열이 어렵기 때문에 발생하였다. 실제로 실험장비를 보면 배관의 단열재가 찢어진 부분도 있어 열손실이 더 일어났다고 생각한다.

이번실험은 계산의 편의를 위해 대수평균온도차법(LMTD법)으로 열량, 온도효율 등을 계산하였다. 대수평균온도차법은 일정하다고 가정하고 계산하는 것이고 실제로는 이 일정하지 않으므로 -NTU법을 이용하면 보다 더 정확한 열량, 온도효율 등을 계산할 수 있을 것이다.

참고자료

· 김경훈 외 5명 공역, 열전달, McGraw-Hill, 2014. 1. 2. pp. 621~655.