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열교환기 분석

Overview

출처: 알렉산더 S 래트너와 크리스토퍼 J 그리어; 펜실베이니아 주립대학, 유니버시티 파크, 펜실베이니아 주 기계 및 원자력 공학과

열교환기는 두 개의 유체 스트림 간에 열 에너지를 전달하며 에너지 시스템에서 유비쿼터스입니다. 일반적인 응용 분야에는 자동차 라디에이터(핫 엔진 냉각수에서 주변 공기로의 열 전달), 냉장고 증발기(냉장고 실 내부 공기 가용공기) 및 발전소의 냉각탑(물과 주변 공기를 증발시키는 응축 증기)이 있습니다. 이 실험의 목적은 열교환기를 위한 실험측정(등급)및 모델링 절차를 도입하는 것입니다.

이 실험에서는 수중 튜브 내 열교환기를 구성하고 평가합니다. 온도 및 유량 측정은 열 전달속도(Q)및 전체 전도도(UA)를 결정하기 위해 사용될 것입니다. 측정된 열교환기 UA는 기하학 및 작동 조건에 대한 예측값과 비교됩니다.

Procedure

1. 열 교환기 시스템의 제조 (회로도 및 사진 참조, 도 2)

  1. 플라스틱 물 저장소 2개(각~1리터)를 작업 표면(~0.6m 간격)에 부착합니다. 이 용기가 덮여 있는 경우 입구및 출구 수로및 펌프 전원 케이블을 위해 뚜껑에 구멍을 뚫십시오. 이들은 뜨겁고 차가운 물 저수지 역할을 할 것입니다.
  2. 각 저수지에 작은 잠수정 펌프 1개를 장착합니다.
  3. 수직으로 두 개의 물 유량 미터 (로타미터)를 장착, 각 저수지 근처 하나. 부드러운 PVC 튜브를 사용하여 유량 계 입구를 펌프 방전 포트에 연결합니다.
  4. 열교환기(HX) 외측 튜브(~0.3m 길이, 외경 OD = 12.7mm, 내경 ID = 9.5mm)를 두 개의 압축 파이프 티 피팅에 설치한다(도 2 참조). 하나의 티 피팅에 측면 포트에서 유연한 PVC 튜브 (OD = 12.7mm, ID = 6.2 mm)를 핫 유량 계측기 콘센트에 연결합니다.
  5. 알루미늄 튜브(OD = 7.9mm, ID = 6.2

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Results

표 1 - 열교환기의 측정 및 파생 LMTD 및 UA 값은 0.20 및 0.15 l min-1의열 교환기입니다.

뜨겁고 차가운 유량 (l 분-1) TH,인(°C, ±0.25°C) TC,out(°C, ±0.25°C) ...

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Application and Summary

본 실험에서 튜브 내 역류 열교환기는 제조되었고, 열 전달 용량(UA)은 실험적으로측정하였다(등급). 결과 성능은 이론 모델의 결과와 비교되었습니다. 최신 열 교환기는 종종 지느러미와 향상된 표면을 사용하여 열 전달 강도와 유체 교차 및 카운터 플로우의 최적화된 배열을 사용하여 보다 정교한 설계를 사용합니다. 그러나 여기에 도입된 기본 개념 및 매개 변수(...

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References

  1. G. Nellis, S.A. Klein, Heat Transfer, Cambridge University Press, New York, NY, 2009.

Tags

Heat ExchangerEnergy SystemsCar RadiatorRefrigerator EvaporatorThermal ManagementThermodynamic CyclesModel And RateOptimize DesignsIntegrate Into Larger SystemsTube in tube Heat ExchangerEfficient Heat TransferPrevent Mixing Of Fluid StreamsTemperature DifferenceSteady OperationHeat Transfer Rate

건너뛰기...

0:07

Overview

1:04

Principles of Heat Exchanger Analysis

4:02

Constructing the Apparatus

6:29

Performing the Experiment

7:45

Results

10:31

Applications

11:16

Summary

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