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  총괄전열계수 및 전열면적 계산 문의
  글쓴이 : 몸사리자   고유ID : rnvheor1     날짜 : 19-09-16 10:42     조회 : 147    
아래 데이터로 총괄전열계수 계산이 가능한지 계산 방법 좀 알려 주세요
1) 열량 :
2) 대수평균온도차 :
3) 총괄전열계수 :
4) 전열면적 :
압력용기가 아닌 대기와 열전달되는 방식입니다.
Tube Side : Gas (OD.219.1, 8.2t, 23M)
Shell Side  : Air
1.Properies
 UnitInletOutlet
TemperaturedegC377168
Pressurekg/cm2g0.5
Flowratekg/hr6027
Phase-GasGas
Mol. Weight-21.52
Specific heatkcal/kg-C0.3390.329
Densitykg/m30.5970.880
Thermal ConductivityKcal/m-hr-C0.0680.051
ViscositycP0.0290.021
2. Fouling Factor
Tube inside0.0002hr-m2-degC/kcal
Air side0.0004hr-m2-degC/kcal
3. 대기 조건 (as per PS-U-101_REV.B_JOB SPECIFICATION FOR PROJECT DESIGN BASIS)
Air temperature
: wet bulb temp 28degC
  (Velocity : 4 m/s)

스테파노 Stefano   19-09-17 20:19
(1) 총괄전열계수는 총괄열전달저항의 역수이고 총괄열전달 저항은 각 개별열전달저항값의 합이 되므로 각 개별열전달저항을 각각 계산하여 전체저항값을 구한 다음 이의 역수를 계산하면 총괄전열계수가 계산됩니다.  열전달 표면에서 이물질에 의한 저항이 있다면 이들 값도 더해서 전체열저항을 계산합니다. 

1) 공기측 외부 대류열전달 저항 = 1/ho                        ho = 공기측 대류열전달계수;  첨자 "o" = "outside"
2) 공기측 Fouling에 의한 열전달저항 =  hod = 0.004    첨자 "od" = outside dirt (factor)             
3) 관 금속의 열전달저항 = t/k                                    t = thickness of tube,  k = thermal conductivity of tube material
4) 관내부측 Fouling에 의한 열전달저항 = hid = 0.0002  첨자 "id"=  inside dirt (factor)
5) 관내부측 대류열전달저항 = 1/hi                              hi = Gas 측 대류열전달계수;  첨자 "i"= "inside"

총괄전열계수 = U  =  (1/ho +1/hod + t/k + 1/hid + 1/hi) ^(-1)...................................(1)

(2) 위의 (1)식에서 U를 구하려면 ho와 hi를 계산해야 합니다.  나머지 개별저항은 주어진 자료에서 구할 수 있습니다.

ho의 계산:
이는 관 외벽의 온도와 공기간의 온도차. 관의 설치방향, 풍속으로부터 추정하는 수식이 있습니다.  이를 참고하면 됩니다.

ho =  α * (Δt)^β  .......................................................................(2)  α, β = 관의 설치방향, 풍속 등에 따라 정해지는 상수


hi의 계산:
이는 관경, Reynolds No. Prandtle No, 관경, 가스열전도도로부터 추정하는 수식이 있습니다.  열교환관련 서적에서 쉽게 구할 수 있는 수식입니다.

Nussel No = (hi*D)/k =  C * (Re)^α * (Pr)^β  ...............................(3)  C, α, β = 상수

(3) 위의 (2), (3)식에서 상수값들은 열전달서적에서 찾아볼 수 있습니다.
스테파노 Stefano   19-09-17 20:36
대충 아래의 참고자료를 기준으로 하면 계산할 수 있습니다.


관 내부에서의 대류열전달계수    hi  =>  :http://contents.kocw.or.kr/KOCW/document/2015/chungnam/leewanghee/12.pdf

관표면에서 공기에 의한 대류전열계수 ho ==> http://contents.kocw.net/KOCW/document/2015/chungnam/leewanghee/14.pdf
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