게시판 > 질답게시판 > Heat release curve에 대한 질문입니다.

스테파노 Stefano

14-05-15 11:21

(1) 현열만 교환하는 열교환기의 경우에는 전열이 일어남에 따라 고온유체와 저온유체의 온도가 선형 (1차식 직선)으로 달라집니다.
이 때의 평균 온도차 계산은 LMTD (Log.-Mean Temp. Diff.)로 직접계산하여 열교환기를 설계할 수 있습니다.

(2) 그러나 증발(혹은 응축) 잠열이 포함되어 있는 경우에는 열교환량에 따라 온도가 선형으로 나타나지 않습니다. 질문에서 언급하고 있는 Heating Curve는 열교환기의 온도별 전열량 곡선을 의미하는데 열교환기 설계시 구간별 LMTD에 전열량을 곱한 후 전체의 전열량으로 나눈 "Weighted Log-Meat Temperature Difference(WLMTD)"를 취하여 계산합니다.

(3) 다음 그림의 예는 아래의 3개의 구간으로 나누어져 있는 Heating Curve를 볼 수 있습니다.
https://www.google.co.kr/search?q=weighted+log+mean+temperature+difference&newwindow=1&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=GiB0U4GXDIe6uASAwoDQCQ&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1245&bih=850#newwindow=1&q=%22weighted+mean+temperature+difference%22&tbm=isch&facrc=_&imgdii=_&imgrc=_DVypRH-67t11M%253A%3BuwLB84XtgoR8mM%3Bhttps%253A%252F%252Ffbcdn-sphotos-b-a.akamaihd.net%252Fhphotos-ak-prn2%252Ft1.0-9%252Fs403x403%252F1969191_311880232298468_5647251559187253609_n.jpg%3Bhttps%253A%252F%252F www.facebook.com%252FChemicalChrackers%253Fhc_location%253Dtimeline%2526filter%253D3%3B403%3B241

1)과열증기가 포화증기 온도(증기의 비점 "Boiling Point")까지 냉각("Desuperheating")되는 과정
2) 포화증기온도("Boiling Point")에서 모두 응축("Condensing")되는 과정
3) 비점에서 출구온도 까지 냉각("Subcooling")되는 과정

이의 각구간에서의 열량을 Q1, Q2, Q3라고 하고 LMTD를 LMTD1, LMTD2, LMTD3라고 할 때 WMTD는 다음 수식으로 계산됩니다.

Weighted Log-Meat Temp. Diff, WMTD =(Q1*LMTD1 + Q2*LMTD2 + Q3*LMTD3 )/(Q1+Q2+Q3) .....(1)

(4) 위에서 인욘한 참고 그림에서 보여주고 있는 그래프에서의 기상의 물질은 순성분일 경우에 해당합니다. 순성분 물질의 경우에는 증기가 모두 응축할 때까지 온도변화는 없습니다. 다성분 물질의 경우에는 증기가 응축되기 시작하는 온도 (이슬점 "Dew Point")와 응축 후 액상의 비점 ("Bubble Point") 온도와는 차이가 있고 그래프도 직선으로 나타나지 않습니다.

(5) 또한, 참고로.. "Corrected LMTD"는 열교환기의 Shell/Tube의 Pass에 따른 Correction Factor와 여기서의 WMTD를 포함하여 계산된 를 고려해야 합니다만 Shell/Tube의 Pass 수효가 정해지지 않은 상태라고 한다면 WMTD로 계산되어 있는지 그렇지 않은지 확인해 볼 필요가 있습니다.

(1) 현열만 교환하는 열교환기의 경우에는 전열이 일어남에 따라 고온유체와 저온유체의 온도가 선형 (1차식 직선)으로 달라집니다.
이 때의 평균 온도차 계산은 LMTD (Log.-Mean Temp. Diff.)로 직접계산하여 열교환기를 설계할 수 있습니다.

(2) 그러나 증발(혹은 응축) 잠열이 포함되어 있는 경우에는 열교환량에 따라 온도가 선형으로 나타나지 않습니다.   질문에서 언급하고 있는 Heating Curve는 열교환기의 온도별 전열량 곡선을 의미하는데 열교환기 설계시 구간별 LMTD에 전열량을 곱한 후 전체의 전열량으로 나눈 "Weighted Log-Meat Temperature Difference(WLMTD)"를 취하여 계산합니다.

(3) 다음 그림의 예는 아래의 3개의 구간으로 나누어져 있는 Heating Curve를 볼 수 있습니다.
https://www.google.co.kr/search?q=weighted+log+mean+temperature+difference&newwindow=1&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=GiB0U4GXDIe6uASAwoDQCQ&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1245&bih=850#newwindow=1&q=%22weighted+mean+temperature+difference%22&tbm=isch&facrc=_&imgdii=_&imgrc=_DVypRH-67t11M%253A%3BuwLB84XtgoR8mM%3Bhttps%253A%252F%252Ffbcdn-sphotos-b-a.akamaihd.net%252Fhphotos-ak-prn2%252Ft1.0-9%252Fs403x403%252F1969191_311880232298468_5647251559187253609_n.jpg%3Bhttps%253A%252F%252Fwww.facebook.com%252FChemicalChrackers%253Fhc_location%253Dtimeline%2526filter%253D3%3B403%3B241

1)과열증기가 포화증기 온도(증기의 비점 "Boiling Point")까지 냉각("Desuperheating")되는 과정 
2) 포화증기온도("Boiling Point")에서 모두 응축("Condensing")되는 과정 
3) 비점에서 출구온도 까지 냉각("Subcooling")되는 과정

이의 각구간에서의 열량을 Q1, Q2, Q3라고 하고 LMTD를 LMTD1, LMTD2, LMTD3라고 할 때 WMTD는 다음 수식으로 계산됩니다.

Weighted Log-Meat Temp. Diff, WMTD =(Q1*LMTD1 + Q2*LMTD2 + Q3*LMTD3 )/(Q1+Q2+Q3) .....(1)

(4) 위에서 인욘한 참고 그림에서 보여주고 있는 그래프에서의 기상의 물질은 순성분일 경우에 해당합니다.  순성분 물질의 경우에는 증기가 모두 응축할 때까지 온도변화는 없습니다.   다성분 물질의 경우에는 증기가 응축되기 시작하는 온도 (이슬점 "Dew Point")와 응축 후 액상의 비점 ("Bubble Point") 온도와는 차이가 있고 그래프도 직선으로 나타나지 않습니다.

(5) 또한,  참고로.. "Corrected LMTD"는 열교환기의 Shell/Tube의 Pass에 따른 Correction Factor와 여기서의 WMTD를 포함하여 계산된 를 고려해야 합니다만  Shell/Tube의 Pass 수효가 정해지지 않은 상태라고 한다면 WMTD로 계산되어 있는지 그렇지 않은지 확인해 볼 필요가 있습니다.