이정선
2001-03-29 16:43:32
3
113
열교환기의 전열관으로 사용하는 Tube 중 스파이럴관이 있습니다.
이 스파이럴 관의 관내 열전달(난류)에 대한 공식을 찾아보았는데 찾기가 쉽지 않네요
찾아본 책은 일본기계학회 1986 전열공학 자료, 일본 오므사 보일러 열교환기, 일본 기계학회 jsme 전열핸드북 등등 입니다.
일본 오므사 보일러 열교환기 책자에 일부 소개되어 있으나 신뢰성을 뒷받침 할 실험 근거가 부족한것 같아서 다른 세부 공식이 있나 알아보고 있습니다.
스파이럴 관의 형태는 도너츠 같이 생긴 "꽈배기 형태" 입니다.
아시는분은 멜 또는 관련 사이트, 논문, 책자 좀 소개 바랍니다.
이 스파이럴 관의 관내 열전달(난류)에 대한 공식을 찾아보았는데 찾기가 쉽지 않네요
찾아본 책은 일본기계학회 1986 전열공학 자료, 일본 오므사 보일러 열교환기, 일본 기계학회 jsme 전열핸드북 등등 입니다.
일본 오므사 보일러 열교환기 책자에 일부 소개되어 있으나 신뢰성을 뒷받침 할 실험 근거가 부족한것 같아서 다른 세부 공식이 있나 알아보고 있습니다.
스파이럴 관의 형태는 도너츠 같이 생긴 "꽈배기 형태" 입니다.
아시는분은 멜 또는 관련 사이트, 논문, 책자 좀 소개 바랍니다.
신정섭님의 답변 감사드립니다.
답변주신 부분에 대해 "jsme 전열 핸드북"을 찾아보니 층류 및 난류의 강제대류열전달에서 답변주신 내용이 있는것 같아 확인하려합니다.
1. 층류 강제대류 열전달
1) 기체
Nub = Nub,cp (Tw / Tb)^(ng) Tw ; 벽온도, Tb ; 유체 평균온도
2) 액체
Nub = Nub,cp (μW / μb)^(nl)
여기서, Nub,cp 가 난류 일 경우 Petukhov 식 적용
2. 유체의 물성치 변화의 영향(난류)
ng mg n1 m2
가열 -0.5 -0.1 -0.14 0.25
냉각 0 -0.1 -0.25 0.25
위의 이러한 내용을 말씀하시는 것인지 궁금하네요
그리고 Dittus-Boelter 의 Nu 실험식과
Petukhov-Gnielinski Nu 실험식의 차이점과 적용조건 등에 대해서도
설명 바랍니다.
답변주신 부분에 대해 "jsme 전열 핸드북"을 찾아보니 층류 및 난류의 강제대류열전달에서 답변주신 내용이 있는것 같아 확인하려합니다.
1. 층류 강제대류 열전달
1) 기체
Nub = Nub,cp (Tw / Tb)^(ng) Tw ; 벽온도, Tb ; 유체 평균온도
2) 액체
Nub = Nub,cp (μW / μb)^(nl)
여기서, Nub,cp 가 난류 일 경우 Petukhov 식 적용
2. 유체의 물성치 변화의 영향(난류)
ng mg n1 m2
가열 -0.5 -0.1 -0.14 0.25
냉각 0 -0.1 -0.25 0.25
위의 이러한 내용을 말씀하시는 것인지 궁금하네요
그리고 Dittus-Boelter 의 Nu 실험식과
Petukhov-Gnielinski Nu 실험식의 차이점과 적용조건 등에 대해서도
설명 바랍니다.
이정선님의 글
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신정섭님의 답변 감사드립니다.
답변주신 부분에 대해 "jsme 전열 핸드북"을 찾아보니 층류 및 난류의 강제대류열전달에서 답변주신 내용이 있는것 같아 확인하려합니다.
1. 층류 강제대류 열전달
1) 기체
Nub = Nub,cp (Tw / Tb)^(ng) Tw ; 벽온도, Tb ; 유체 평균온도
2) 액체
Nub = Nub,cp (μW / μb)^(nl)
여기서, Nub,cp 가 난류 일 경우 Petukhov 식 적용
2. 유체의 물성치 변화의 영향(난류)
ng mg n1 m2
가열 -0.5 -0.1 -0.14 0.25
냉각 0 -0.1 -0.25 0.25
위의 이러한 내용을 말씀하시는 것인지 궁금하네요
그리고 Dittus-Boelter 의 Nu 실험식과
Petukhov-Gnielinski Nu 실험식의 차이점과 적용조건 등에 대해서도
설명 바랍니다.
----------------- [답 변] -------------------
님께서 위에 인용하신 관계식은 제가 답변한 내용과는 직접적인 관련이 없는 내용입니다.
한편 Dittus-Boelter 식과 Petukhov-Gnielinski 식의 차이점은
단지 Petukhov-Gnielinski 식이 정확도를 높힌 것이라 이해하시면 됩니다.
(대신 더 많은 입력변수를 요구하지요)
이 두식은 매끈한 관에서의 난류유동에서 완전발달된 영역에서 관내 열전달계수를 구하는 식입니다.
많은 전열관이 매끈한 관을 기준으로 성능비교가 되므로,
또 거의 대부분의 관내유동이 난류영역이므로,
이 두식은 그런 의미에서 중요합니다.
즉 매끈한 관 대비 열전달계수가 2~2.5배 된다고 보고가 된다면,
먼저 위 식으로 매끈한 관의 열전달계수를 계산하여 대입하면 되는 것입니다.(가지고 계신 전열핸드북에도 매끈한 관에 대해 이 두식으로 계산한 예제가 있으니 도움이 되실 것입니다.)
그러나 관내 열전달은 측정자체도 어렵고, 위 식의 오차도 상당하므로 최소한 10% 이상의 오차(본인의 의견으로는 20%이상)는 감안하셔야 합니다.
그럼. 참고 되셨길 바랍니다.
ps) 핸드북류 보다는 기본적인 열전달 대학교재 부터 다시 보심이...
공지사항
일률적으로 말씀드릴 수는 없고,
동등수준의 유량에 대해서는 매끈한 관에 비해;
열전달계수는 약 1.5~2배, 압력강하량은 약 2~2.5배 정도 인 것 같습니다.
그런데, 유체가 관내에서 회전을 하여 원심력에 의해서
잘 Mixing되지 못하는 특성이 있어서 가열시와 냉각시에 서로 다른 성능을 가지고 있는 것 같습니다.
"Principles of Enhanced Heat Transfer",
Ralph L. Webb, John Wiley & Sons, (1994)
이 책에 몇페이지 나와 있습니다.
(3.5년전에 교보에서 구입했던 것인데, 왜 지금은 검색 안되지?)