스테파노 Stefano   14-04-17 14:43 (2) <*. TUBE 외경기준 전열면적 3.14XDXL=3.46^2 에서" 3.46"은 잘 모르겠네요.> ==> 3.46^2 이 아니고  3.46 m^2입니다. 외경이 9mm(=0.009m) 라고 적어놓았기 때문에 이 Tube 길이 122.5m인 Tube의 표면적은  (원주율*직경*길이) =  3.14*(0.009 m)*122.5 m = 3.46 m2가 되잖아요 정확한 외경이 9.53 mm라고 한다면  3.46 m^2가 아니고  3.66 m^2로 계산됩니다.  이 값이 바로 이 열교환기의 유효 전열면적이됩니다. (4) ...이제보니....질문의 내용이 "열교환기 설계 방법"을 문의한 것으로 보입니다.  이미 열교환기에 대해 잘 알고 있을 것으로 생각되어 간단히 설명합니다. 1) 현열교환으로 이루어진 열교환기가  제 성능을 나타낸다면 우선 Q= m1 * Cp1 * Δt1 =  m2 * Cp2 * Δt2............................(1) 1=Hot Fluid, 2=Cold Fluid;  를 만족해야 합니다  고온유체가 내놓은 열은 저온유체가 받아들인 열과 같다는 수식입니다.  (이식은 "열수지(Heat Balance)"를 나타내는 식입니다. ) 2) 열교환기가 제 성능을 나타내기 위해서는 열전달이 제대로 일어나야 합니다.  열전달 수식은 다음과 같습니다. Q = U*A*(LMTD)............................................................(2) U=총괄전열계수, A=필요한 전열면적, LMTD = 대수평균온도차 3) 그런데 위의 (2)식에서 사용하는 U는 대략 다음과 같이 계산됩니다. U = ( 1/hi + 1/ho + x/k + fdi + fdo)^(-1) ...........................(3)  hi= tube 내 (개별)열전달계수,  ho= tube 외부 (개별)열전달계수,  x=튜브두께,  k=튜브의 열전도도 fdi=튜브내부 오염계수, fdo=튜브외부오염계수 4) (3)식에서 사용하는 hi와 ho는 Tubs 내,외부의 유체의 흐름에 따른 Reynolds No, Plandtle No., 등으로부터 Nusselt No.를 계산하여 구합니다.  hi = (Nu1)*(k/D1) ...................(4a),    ho = (Nu2)* (k/D2)      Nu1, Nu2 = Tube Inside, Outside의 Nusselt No.,  D2=Tube Outsied  (Equivalent)Diameter 5) 문제는 Nusselt No를 구하는 일인데  많은 문헌에서 유체의 흐름상태, 물성에 따라 Nusselt 를 구하는 방법이 알려져 있습니다.  예를 들면  Nu1 = 0.023 *(Re)^0.23 *(Pr)^0.8................(5)와 같은 수식입니다.  6) Nusselt No.값은 Reynolds No.(Re)나 Prandtl No.(Pr)로부터 계산해야 합니다. 그런데 Reynolds No는 직경, 유속, 점도, 밀도로부터 계산해야 하는데  Tube의 직경과 유속은 서로 상관관계에 있습니다.  열교환기 설계를 해야 구해지는 직경을 알고 있어야 Re를 구하고 -->Re구해야  Nu를 계산하고--> h를 계산한 후 U를 계산하고 U가 계산되어야 LMTD로부터 A를 구하게됩니다.  따라서 무엇이 먼저 계산되어야 하느냐 하면 Tube 직경과 갯수를 알아야 유속을 구할 수 있는 셈이 됩니다.  따라서 미리 에너지수지로부터 고온유체 저온유체의 전체유량을 밀이 알아둔 다음  직경과 Tube 수효를 가정하고 Tube한개에서의 유속과 물성으로부터 Re를 구하고 이로부터 h와 U가 구해지면 이로부터 A를 점검하여 Tube 수효와 갯수및 길이가 맞아들었으면 당초 가정한 Tube 갯수와 수효가 맞는 값이되고 그렇지 않으면 다시 Tube의 직경과 수효를 다시 지정해야 합니다.  꽤 번잡한 일이기 때문에 틀리기 쉬운일이지요.  상세한 것은 열교환기 설계관련 서적에서 찾아보시고 이해되지 않는 부분을 중점 질문하도록 하세요 . (2) <*. TUBE 외경기준 전열면적 3.14XDXL=3.46^2 에서" 3.46"은 잘 모르겠네요.> ==> 3.46^2 이 아니고 3.46 m^2입니다. 외경이 9mm(=0.009m) 라고 적어놓았기 때문에 이 Tube 길이 122.5m인 Tube의 표면적은 (원주율*직경*길이) = 3.14*(0.009 m)*122.5 m = 3.46 m2가 되잖아요 정확한 외경이 9.53 mm라고 한다면 3.46 m^2가 아니고 3.66 m^2로 계산됩니다. 이 값이 바로 이 열교환기의 유효 전열면적이됩니다. (4) ...이제보니....질문의 내용이 "열교환기 설계 방법"을 문의한 것으로 보입니다. 이미 열교환기에 대해 잘 알고 있을 것으로 생각되어 간단히 설명합니다. 1) 현열교환으로 이루어진 열교환기가 제 성능을 나타낸다면 우선 Q= m1 * Cp1 * Δt1 = m2 * Cp2 * Δt2............................(1) 1=Hot Fluid, 2=Cold Fluid; 를 만족해야 합니다 고온유체가 내놓은 열은 저온유체가 받아들인 열과 같다는 수식입니다. (이식은 "열수지(Heat Balance)"를 나타내는 식입니다. ) 2) 열교환기가 제 성능을 나타내기 위해서는 열전달이 제대로 일어나야 합니다. 열전달 수식은 다음과 같습니다. Q = U*A*(LMTD)............................................................(2) U=총괄전열계수, A=필요한 전열면적, LMTD = 대수평균온도차 3) 그런데 위의 (2)식에서 사용하는 U는 대략 다음과 같이 계산됩니다. U = ( 1/hi + 1/ho + x/k + fdi + fdo)^(-1) ...........................(3) hi= tube 내 (개별)열전달계수, ho= tube 외부 (개별)열전달계수, x=튜브두께, k=튜브의 열전도도 fdi=튜브내부 오염계수, fdo=튜브외부오염계수 4) (3)식에서 사용하는 hi와 ho는 Tubs 내,외부의 유체의 흐름에 따른 Reynolds No, Plandtle No., 등으로부터 Nusselt No.를 계산하여 구합니다. hi = (Nu1)*(k/D1) ...................(4a), ho = (Nu2)* (k/D2) Nu1, Nu2 = Tube Inside, Outside의 Nusselt No., D2=Tube Outsied (Equivalent)Diameter 5) 문제는 Nusselt No를 구하는 일인데 많은 문헌에서 유체의 흐름상태, 물성에 따라 Nusselt 를 구하는 방법이 알려져 있습니다. 예를 들면 Nu1 = 0.023 *(Re)^0.23 *(Pr)^0.8................(5)와 같은 수식입니다. 6) Nusselt No.값은 Reynolds No.(Re)나 Prandtl No.(Pr)로부터 계산해야 합니다. 그런데 Reynolds No는 직경, 유속, 점도, 밀도로부터 계산해야 하는데 Tube의 직경과 유속은 서로 상관관계에 있습니다. 열교환기 설계를 해야 구해지는 직경을 알고 있어야 Re를 구하고 -->Re구해야 Nu를 계산하고--> h를 계산한 후 U를 계산하고 U가 계산되어야 LMTD로부터 A를 구하게됩니다. 따라서 무엇이 먼저 계산되어야 하느냐 하면 Tube 직경과 갯수를 알아야 유속을 구할 수 있는 셈이 됩니다. 따라서 미리 에너지수지로부터 고온유체 저온유체의 전체유량을 밀이 알아둔 다음 직경과 Tube 수효를 가정하고 Tube한개에서의 유속과 물성으로부터 Re를 구하고 이로부터 h와 U가 구해지면 이로부터 A를 점검하여 Tube 수효와 갯수및 길이가 맞아들었으면 당초 가정한 Tube 갯수와 수효가 맞는 값이되고 그렇지 않으면 다시 Tube의 직경과 수효를 다시 지정해야 합니다. 꽤 번잡한 일이기 때문에 틀리기 쉬운일이지요. 상세한 것은 열교환기 설계관련 서적에서 찾아보시고 이해되지 않는 부분을 중점 질문하도록 하세요 .

고바 moozo17   14-04-18 23:25 안녕하세요?  문제를풀다보니 아직 이해가 덜된부분이 있어서 다시한번 질문드립니다.  바쁘실텐데 죄송합니다. 1. 기 보내드린 도면 보충설명   1) 기 보내드린 shell & tube(다중) type열교환기 도면에서  안쪽 tube spec은 ,외경은 Φ9.53mm,     내경은 Φ7.76mm, tube 수량 88개이고, tube 88개를 둘러싸고 있는 shell은 내경이 Φ208.3, 외경은 Φ216.3     입니다. Tube 배열피치 p=15mm(대충)   *.여기서 삼각배열? 사각배열? 설명좀 부탁드립니다.     위에도면의 tube 배열은  삼각배열? 사각배열? 어떤 배열인가요?   2) 유체는 tube 내부-물(액체), tube 외부(=shell 내부)도 물이 흐르며  tube내 유체는 한번 왕복이 아닌     4번 왕복후  출구로 분출됩니다     질문사항: 한번왕복하고 4번 왕복은 어떻게 공식에 적용되는건가요? 2 .  총합열전달계수를 구하기위해서는 레이놀즈수를 구해서 층류,난류를 구분하고     누셀트수를 구하기 위하여 … * .참고식 Nu1 = 0.023 *(Re)^0.23 *(Pr)^0.8   즉 Re=(밀도*속도*Dh)/μ=ρ*V*Dh/μ 에서   Dh=등가직경? hydraulic diameter 인가요? 아니면  ,     tube 내경? 외경? Shell 내경?     어떤책은  Dh=등가직경이 아닌 tube 직경을 대입해 놓은공식도 있는것 같아서요…   너무 햇깔려서요…ㅠㅠㅠ   먼저 설명해놓으신 내용((5359번)을보면  (2a) (2b) (2c) (3a) (3b) 공식에서 어떤식을 적용해야하는지?   그리고 기호에대한 정의, 즉 D1? D2? D? 어떻게 구분해서 사용해야 하는지요? 3. 그러면  등가직경은 tube 내경, tube 외경, shell 내경에 대해서 모두 구하는건가요? 아니면? 4.  번호 5356 -4) (3)식에서 사용하는 hi와 ho는 Tubs 내,외부의 유체의 흐름에 따른 Reynolds No, Plandtle No.,   등으로부터 Nusselt No.를 계산하여 구합니다.   hi = (Nu1)*(k/D1) ...................(4a), ho = (Nu2)* (k/D2) Nu1, Nu2 = Tube Inside, Outside의 Nusselt No.,   D2=Tube Outsied (Equivalent)Diameter   윗식에서 질문 입니다   윗식에서 D1=tube 등가내경?, D2=tube 등가외경? . 그러면 tube 둘레를 싸고 있는 shell에 대한   등가직경은요? Shell 내경(위도면에서는 Φ208.3)에 대한 등가직경은  필요없나요? 5. 그리고 번호 5356-3)반 답변의 k=tube의 열전도도 라고 되어있는데요?   유체(액체)의 열전도도하고 같은건가요? 다른건가요?   이상입니다.   혹시 통화 가능할까요? 여유되시면 문자주시면 제가 전화 드리겟습니다.   010 7331 2182 김우선 입니다. 안녕하세요? 문제를풀다보니 아직 이해가 덜된부분이 있어서 다시한번 질문드립니다. 바쁘실텐데 죄송합니다. 1. 기 보내드린 도면 보충설명 1) 기 보내드린 shell & tube(다중) type열교환기 도면에서 안쪽 tube spec은 ,외경은 Φ9.53mm, 내경은 Φ7.76mm, tube 수량 88개이고, tube 88개를 둘러싸고 있는 shell은 내경이 Φ208.3, 외경은 Φ216.3 입니다. Tube 배열피치 p=15mm(대충) *.여기서 삼각배열? 사각배열? 설명좀 부탁드립니다. 위에도면의 tube 배열은 삼각배열? 사각배열? 어떤 배열인가요? 2) 유체는 tube 내부-물(액체), tube 외부(=shell 내부)도 물이 흐르며 tube내 유체는 한번 왕복이 아닌 4번 왕복후 출구로 분출됩니다 질문사항: 한번왕복하고 4번 왕복은 어떻게 공식에 적용되는건가요? 2 . 총합열전달계수를 구하기위해서는 레이놀즈수를 구해서 층류,난류를 구분하고 누셀트수를 구하기 위하여 … * .참고식 Nu1 = 0.023 *(Re)^0.23 *(Pr)^0.8 즉 Re=(밀도*속도*Dh)/μ=ρ*V*Dh/μ 에서 Dh=등가직경? hydraulic diameter 인가요? 아니면 , tube 내경? 외경? Shell 내경? 어떤책은 Dh=등가직경이 아닌 tube 직경을 대입해 놓은공식도 있는것 같아서요… 너무 햇깔려서요…ㅠㅠㅠ 먼저 설명해놓으신 내용((5359번)을보면 (2a) (2b) (2c) (3a) (3b) 공식에서 어떤식을 적용해야하는지? 그리고 기호에대한 정의, 즉 D1? D2? D? 어떻게 구분해서 사용해야 하는지요? 3. 그러면 등가직경은 tube 내경, tube 외경, shell 내경에 대해서 모두 구하는건가요? 아니면? 4. 번호 5356 -4) (3)식에서 사용하는 hi와 ho는 Tubs 내,외부의 유체의 흐름에 따른 Reynolds No, Plandtle No., 등으로부터 Nusselt No.를 계산하여 구합니다. hi = (Nu1)*(k/D1) ...................(4a), ho = (Nu2)* (k/D2) Nu1, Nu2 = Tube Inside, Outside의 Nusselt No., D2=Tube Outsied (Equivalent)Diameter 윗식에서 질문 입니다 윗식에서 D1=tube 등가내경?, D2=tube 등가외경? . 그러면 tube 둘레를 싸고 있는 shell에 대한 등가직경은요? Shell 내경(위도면에서는 Φ208.3)에 대한 등가직경은 필요없나요? 5. 그리고 번호 5356-3)반 답변의 k=tube의 열전도도 라고 되어있는데요? 유체(액체)의 열전도도하고 같은건가요? 다른건가요? 이상입니다. 혹시 통화 가능할까요? 여유되시면 문자주시면 제가 전화 드리겟습니다. 010 7331 2182 김우선 입니다.