(1) 열교환기의 Tube와 Shell 에서의 권장속도는 과거의 경험에 바탕을 두고 주로 Carbon Steel Tube와 Shell에 바탕을 두고 얻어진 수치로 봅니다. 애석하게도 Tube 재료가 고급화 되면 속도가 더 빨라도 될 터인데 이에 관한 연구자료는 찾아보기 어렵습니다. 황산, 자연발화성 물질등 과 같은 특수유체의 경우 별도의 허용 유속이 적용됩니다.
(2) Tube측 유속이 느리면 전열계수가 너무 떨어지고 빠르면 압력손실이 늘어나 동력이 많이 소요되고 재료의 부식이나 마모가 늘어나기 때문에 적정한 값을 취해야 하는데 Tube Sheet 길이와 Tube Side Pass 수를 조정해서 맞춥니다. 유량이 크면 Tube Sheet 길이가 짧은게 유리하고 Tube내유속이 낮을 경우 Tube측 Pass 수효를 늘여줍니다.
(3) Shell Side에서도 속도제한이 있는데 마모와 부식 문제 외에도 소음과 진동에 의한 제한을 받습니다. 진동해석에 관해서는 HTRI, HTFS 등 열교환기 Rating Program에서 자세히 다루고 있는데 세부사항을 접하기가 쉽지 않고 이해도 어렵습니다. 전열계수가 낮으면 Baffle Spacing을 줄여주고 압력차가 너무 크면 Baffle 수효를 줄여 Baffle 간격을 늘여주도록 합니다.
Shell & Tube Heat Exchanger의 권장 유속을 이곳에서 찾아 볼 수 있습니다. 아래 인용자료에서 Vapor 유속은 Shell과 Tube 공통으로 적용된다고 보면 됩니다.
<인용시작/>
LIQUIDS
Tube side: Water and similar liquids ranges from 3 – 8 ft/s (0.9 – 2.4 m/s)
Shell side: Water and similar liquids ranges from 2 – 5 ft/s (0.6 – 1.5 m/s)
VAPOURS
Atmospheric pressure: 33 – 98.5 ft/s (10 – 30 m/s)
High Pressure: 16.4 – 33 ft/s (5 – 10 m/s)
Vacuum: 164 – 230 ft/s (50 – 70 m/s)
Keywords: recommended velocities, shell and tube side velocities, tube side velocities, shell side velocities
References
R.K. Sinnott, Coulson & Richardson’s Chemical Engineering Design, Volume 6, 3rd Edition, Butterworth-Heinemann
</인용완료>
*게시판 제목의 'ROT'는 'Rule of Thumbs'를 나타냅니다. 한국말로 번역하자면 '주먹구구'와 유사한데 마구잡이로 주장하는 내용은 아니고, 구체적 근거를 제시하기가 어렵지만 전세계 많은 선배 엔지니어들의 오랜 경험으로 체득한 사항(정보)를 나타내고자 한 것입니다.
