게시판 > 질답게시판 > 열교환기 UA를 고정하였을 경우 Q에 대해 질문있습니다

스테파노 Stefano

15-05-13 17:06

(1) 인용한 수식들은 열(에너지)수지에서 얻어진 수식들이므로 UA와는 관련이 없는 수식이고 UA와 Q를 관련지으려면 열전달 수식을 이용해야 합니다.

Qx = U*A*(ΔT) .................(3) Q는 UA에 비례, 비례상수는 ΔT

(2) 위의 ΔT는 Log-Mean-Temperature-Difference(LMTD)를 의미하기 때문에 유체의 유량변화에 따른 LMTD의 값이 어떻게 변화하느냐에 따라 Q값이 달라집니다.

이렇게 계산된 Qx값은 열전달 가능열량이 되는데 (3)식으로 계산한 값이 Case 1혹은 Case 2에 의해 계산된 Q와 비교해 봐야 합니다.

만일 Qx>Q라면 열교환기 성능에 문제가 없는 것이되고 Qx<Q라고 한다면 (냉각, 혹은 가열이 덜 될 것이므로)A를 늘여주거나 U값을 크게 하기 위한 방안을 모색해야 합니다.

hkhstart hkhstart

15-05-13 17:26

아 제가 혼동되게 적은 것 같습니다. 저 위의 Q값은 Qhot=m*cp*델타T=U*A*LMTD입니다. 즉, Q값이 UALMTD와 동일한 상태입니다.

Input 조건은 T(hot,inlet), T(cold,inlet), UA로 설정하였습니다. Input을 넣어주면 HYSYS 프로그램상에서 자동으로 계산되어 T(hot,outlet), T(cold,outlet), Q(heat duty)값이 출력됩니다. Heat loss 및 pressure drop이 없는 이상적인 상태이며 말그대로 m*cp*델타T=U*A*LMTD를 통해 계산이 되게끔 되어있습니다.

case 1의 경우 hot stream의 유량은 높고 inlet T가 낮아 cp가 낮은 상태이며 case 2는 그 반대입니다.

스테파노님께서 말씀하신 열전달 가능 열량은 UA가 고정되어도 변할 수 있는 것인지 궁금합니다.(U,A는 각각 상수로 고정된 상태입니다.)

스테파노 Stefano

15-05-13 19:13

U가 고정되어있다는 뜻은 유체의 유량이나 물성(밀도, 점도, 비열)이 변함없다는 뜻과 Pass 수효 등이 고정되어 있다는 것입니다. A가 고정되어 있다는 것도 사용하고 있는 열교환기라는 의미입니다.

이때 Q는 LMTD에만 관련이 있다는 이야기인데 고/저온 유체의 입출구 위치와 온도가 정해져 있다면 LMTD는 변함없는 상수가 됩니다. 그리하면 열전달량도 고정된다는 결과를 얻습니다.

사용하는 열교환기에서 어느 한쪽의 유량을 늘이게 되면 출구의 온도가 달라지게 되고 그리하면 U와 LMTD와 달라져서 A가 고정되어 있다고 해도 Q값은 변화하게 되지요 아래의 ( ) 안의 값에 비례하고 그 비례상수는 A가 됩니다.

Qx = A * (U * LMTD) ....................(4)