[A+ 결과보고서] 이중관 열교환기 실험

소개글

부산대학교 3학년 1학기 화공생명공학실험 결과보고서입니다.

제 스토어에 1학년부터 3학년까지 했던 모든 실험 보고서를 게시해놓았습니다.
실험 과목 모두 A+ 받았으니 믿고 구매하셔도 됩니다 :)

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
1) 열전달(Heat exchange)
2) 열전도도
3) 열전달계수(heat transfer coefficient)
4) 열교환기(heat exchanger)
5) 유체의 흐름
6) 열교환기 해석방법
7) 열교환기의 효율
8) Mollier 선도

3. 실험 기구 및 시료
가) 실험 기구
나) 시료

4. 실험 방법
1) 실험 전 준비 사항
2) 실험방법

5. 실험 결과
5.1 병류
5.1.1 실험 결과
5.1.2 열량(Q)
5.1.3 대수평균온도차(△Tm)
5.1.4 총괄열전달계수(U), 열전달 효율(η)
5.2 향류
5.2.1 실험 결과
5.2.2 열량(Q)
5.2.3 대수평균온도차(LMTD, △Tm)
5.2.4 총괄열전달계수(U), 열전달 효율(η)

6. 결론 및 고찰
6.1 결론
6.1.1 열량(Q)
6.1.2 대수평균온도차(LMTD, △Tm)
6.1.3 총괄열전달계수(U)
6.1.4 열전달 효율(η)
6.2 고찰
6.2.1 고온 유체의 온도 설정 이유
6.2.2 실험 순서 이유

7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
- 이중관 열교환기를 통한 전열속도와 총괄계수 등 열전달 특성을 살펴보고, 열교환 방법, 재질 등에 따른 전열을 비교하여 Mollier 선도를 활용 습득한다.
- 물을 사용한 이중관의 열 교환 장치를 이용하여 난류상태에서 향류와 병류에서의 열전달 특성 을 이해한다.

2. 실험 이론
1) 열전달(Heat exchange)
열전달은 두 물체 사이에서 열에너지가 이동하는 것을 말한다. 열은 항상 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다. 온도가 높은 곳에서 빠져나온 에너지가 온도가 낮은 곳으로 전달되는데, 이 과정에서 에너지는 보존된다. 두 물체의 온도가 같아지면 더 이상 열은 이동하지 않는다. 이 상태를 평형이라고 한다. 열이 전달되는 주 경로는 전도, 대류, 복사가 있다.
① 전도(Conduction)
물체를 이루고 있는 입자 간의 상호작용에 의해 에너지가 보다 많은 고온 입자에서 적은 저온 입자로 에너지가 전달되는 현상을 말한다. 전도는 온도가 다른 두 물체가 접촉해 있을 때 높은 온도의 물체에서 낮은 온도의 물체로 일어나기도 하고, 한 물체 내에서도 온도 차이가 발생하 면 일어나기도 한다. 물체 안에서 이웃한 원자나 전자들의 연속적인 충돌에 의해 열이 전달되 므로 물질이 직접적으로 이동해 열이 이동하는 것은 아니다. 주로 고체에서 일어나며 고체는 내부 분자가 진동하거나 자유전자가 이동하면서 전도가 일어나고, 액체와 기체는 분자 간 충돌 과 확산에 의해 전도가 일어난다.
* 푸리에의 열전도 법칙(Fourier’s law): 열전달율은 열전도도, 온도구배, 열이 전달되는 넓이에 비례하고 두께에 반비례한다

참고 자료

The Engineering ToolBox. Water - Density, Specific Weight and Tehrmal Expansion Coefficients. Water - Density, Specific Weight and Thermal Expansion Coefficients (engineeringtoolbox.com)
The Engineering ToolBox. Water – Specific Heat vs. Temperature. Water - Specific Heat vs. Temperature (engineeringtoolbox.com)
화공생명공학실험 002분반 3조. (2024). 화공생명공학실험 세미나 PPT.
성기천 외 3명. (2000). 화학공학실험. 사이텍미디어.
손상환. (2024). ‘열 및 물질전달’ 강의자료 - 4주차. 부산대학교.
James Welty. (2007). Fundamentals of Momentum, Heat and Mass Transfer. Wiley Global Education.
Yunas A. Cengel. (2003). Heat Transfer: A Practical Approach. McGraw-Hill.
Brunce R. Munson, Theodore H. Okiishi, Wade W. Huebsch, Alric P. Rothmayer. (2013). 유체역학 – 7판. 퍼스트북.