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  [화공] 저장탱크 열손실 계산 및 Steam Coil길이 추정
  글쓴이 : 스테파노   고유ID : Stefano     날짜 : 18-11-09 16:23     조회 : 84    
탱크 동파방지를 위한 열손실량 계산...
 
한겨울 아주 추운 대기온도에서 탱크 벽면을 통하여 손실되는 열량으로 계산하면 되는데 열손실방지를 위하여 보온을 해야하기 때문에 보온자재를 통과하여 손실되는 열량을 계산하면 됩니다.   바닥을 통하여 손실되기도 하고 액표면으로 액이 증발되면서 손실되기도 하지만 거의 일정한 온도로 유지되고 있다면 손실량이 그리크지 않을 것이므로 온도유지에는 문제가 되지 않을 것입니다.  
 
(1) 열손실량 계산...
보온이 된 탱크의 표면에서 대기중으로 손실되는 경우의 대류열전달 계수는 대체로 탱크 표면과 대기간 온도차의 0.25승에 비례한다고 알려져 있습니다.  탱크 벽면에서의 열전달계수는 벽면 내부, 외부의 대류전달계수, 탱크 금속의 열전달계수, 보온재료의 열전달 계수로, 보온카바의 열전달계수로부터 종합적으로 계산되지만 이중 보온재료와 외부류열전달계수의 영향이 가장크기때문에 다른 저항은 무시해도 됩니다.
 
대기-탱크간 온도차 = Δt, ℃
수직탱크표면 열전달계수 = ho, kca/h-m2-℃= 1.695 ( Δt)^0.25 ......(1) <=  McAdams,
(Ref. D.Q. Kern, Process Heat Transfer, p215  Vertical Plane의 공기 열전달계수)

탱크 벽면 열전달계수 U =  1/( 1/ho + t/k) ...(1)   
ho= 보온재료 표면에서의 열전달계수,  t= 보온재 두께, k = 보온재료 열전도도 
보온된 탱크의 수직 표면적 = A, m2
 
탱크 열손실  Q = U*A* (Δt) ....................(2)   U=[kcal/h-m2-℃], Q=[kcal/h]
 
(2) 가열부하 
 
전력인 경우 P,  kW=  (Q kcal/h)/ (860 kcal/h /kW) .....(3)
Steam의 경우, m  kg/h  = (Q kcal/h)/(λ kcal/kg).........(4)   
 
(3) Steam Coil의 경우 필요길이 계산
 
손실되는 열을 Steam Coil로 가열할 경우 필요한 Coil 길이 L은  Tank Coil에서의 열전달계수 Uc와 스팀코일-탱크액체온도 간의 온도차로부터 계산할 수 있습니다.   Uc값은 대략 500~2500 kcal/h-m2-℃로부터 추정( 참조  http://www.spiraxsarco.com/Resources/Pages/Steam-Engineering-Tutorials/steam-engineering-principles-and-heat-transfer/heating-with-coils-and-jackets.aspx)
 
Q = Uc * Ac *  (Δt)c    = Uc * (π* D*L) *  (Δt)c  ........(5)
 
Coil 길이, L = Q/{Uc * (π* D) *  (Δt)c } ..................(6)
 
(**참고**) 이 내용은 Q~A에서 답글로 작성되었던 것을 재편집하여 수록한 것입니다.

 

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