(0)이곳은 문제풀이해주는 곳이 아닙니다. 문제풀이는 스스로 해보고 풀어가는 것이 학습자의 태도입니다.
힌트만 올려두겠습니다. (앞으로 이런 부류의 질문은 답변을 피하려고 합니다. )
(1) 다관 원통형 열교환기(Shell & Tube Heat Exchanger)내 Tube 측에서 상변화가 일어날 경우 문제점
액체-->고체 상변화의 경우 Tube가 막혀 흐름이 정지될 우려가 있고
액체-->기체 상변화의 경우 액상의 이물질이 관벽에 잔류하여 오염이 늘어나 열전달계수가 크게 떨어질 우려가 있고 관벽의 온도가 과다하게 온도가 높다면 막비등 현상에 의해 전열계수가 크게 떨어질 우려가 있음.
기체-->액체의 경우 액체 층의 두께 증가로 전열면적이 줄어들 요소가 있고, 과냉되는 경향이 있음.
(2) 두 흐름이 모두 상변화가 예상된다면
액상--기상의 상변화측에서 표면의 Film Boiling을 방지하려면 압력을 높여주거나 가열매체의 온도차를 낮게 유지하고
관측 응축액의 분리가 곤란한경우 수직형 열교환기로 바꾸고
액상-->고상의 상변화가 일어날 우려가 있는 경우 융점 이상의 냉각매체를 사용하거나 평행흐름 열교환기 형태로 연결구를 변경함.
(3) U와 Tcb 계산
q=Uo*Ao*(LMTD)=(m,냉각수)Cp(Tcb-Tca)=Λ (m, 수증기)==> Tcb와 U를 계산
(4) hi와 ho의 계산
hoAo*(LMTD, 외벽)=hiAi(LMTD, 내벽)=UoAo(LMTD)=q ---> hi, ho, Uo 계산
(5) Uo가 차이나는 이유:
관내외부의 오염물질에 따른 열저항 무시됨
관 벽에서의 열저항 무시됩
관 표면에서의 온도 가정치가 실제와 다름
응축수증기 표면에서의 액막 두께가 위치에 따라 다름
과냉이 일어나는 경우 LMTD의 가중치를 적용해야 하는데 이를 무시함.
(6)오염계수구하기
1/Uo=1/ho + (1/hi)(Do/Di)+1/hdo ==>hdo 계산
(7) q값을 유지하기 위한 냉각수 V값계산
q값-->필요한 hi값 계산 --> Nussel No(hD/k)값계산--> Nu=A(Reynolds No)^n*Pr^b 형태의 수식에서 Re 계산==> V계산
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