기계공학실험B 열교환기성능실험 결과보고서 (2024)

목차

1. 이론
2. 고찰
3. Data Sheet
4. Graph
5. 실험 조건 변경

본문내용

1.1. 열교환기 실험에서 AMTD(산술평균온도차)가 아니라 LMTD(대수평균온도차)를 사용한 이유와 LMTD를 계산하는 과정에서 필요한 가정을 요약하여 적으시오.

LMTD 유도 과정에서 확인할 수 있듯이 로그 평균값은 공학적으로 유도하여 얻은 결과값으로, LMTD가 단순히 더 엄밀한 값을 갖기에 산술평균온도차가 아닌 대수평균온도차를 사용하는 것이 아님을 알 수 있었다. 그러나, 대수평균온도차를 구하는데 필요한 몇 가지 가정이 있어 LMTD를 사용할 수 없는 경우 혹은 계산 정확도가 매우 떨어지는 경우가 발생한다.

첫 번째로, 총괄 열전달 계수 U가 상수로 가정되어 열교환에 의한 온도 차가 커질 시에 U가 온도 의존성을 갖게 될 경우 대수평균온도차로 산출한 값은 큰 오차를 갖게 된다. 두 번째로, 유체의 열용량 가 상수로 가정되어 온도 차가 커질 시 오차를 발생시킬 수 있다. 세 번째로, 위의 유도 과정은 정상상태에 대하여 결과를 얻은 값이므로 비정상 상태의 경우에는 유효하지 않다는 것이다. 네 번째로, 잠열로 열교환을 하게 되는 경우, 잠열로 열교환 시 해당 유체의 온도가 거의 일정하게 유지되므로 계산값의 정확도가 떨어진다.

1.1. 실험에 대한 고찰

이번 실험은 열교환기 성능 실험으로 열교환기의 유량 및 온도, 유동 배열에 따른 열교환기의 성능 변화에 대해 확인하는 실험이었다. 실험 결과, 대향류 그래프를 통해 뜨거운 유체는 입구(T1)에서 출구(T3)로 갈수록 온도가 떨어지고, 차가운 유체는 입구(T4)에서 출구(T6)로 올라가는 것을 확인할 수 있었다. 평행류 그래프에서 뜨거운 유체는 입구(T1)에서 출구(T3)로 온도가 떨어지고, 차가운 유체는 입구(T6)에서 출구(T4)로 갈수록 올라가는 것을 확인할 수 있었다.

대향류의 경우와 평행류의 경우 모두 차가운 유체의 유량은 일정하게 유지한 채로 뜨거운 유체의 유량을 점진적으로 증가시켰다.

참고자료

· 없음