최근의 유가 상승과 지구 온난화로 인해 효율적인 에너지의 사용과 이산화탄소의 절감 방법에 관해 큰 관심을 불러오고 있다. 열교환기는 산업분야에서 중요한 산업기기로, 문헌에 따르면 Shell & Tube 열교환기는 전체 산업용 열교환기의 60% 이상을 차지하고 있다. 쉘-튜브 열교환기는 가격이 저렴하고 유지 보수 및 설치가 쉬우며 신뢰성 및 효율성이 좋다. 따라서 이 열교환기에 대한 많은 연구를 수행하고 있으나 열효율 제고 측면에서 고려해야 할 주요 설계 인자들에 대한 특성을 보다 더 정밀하게 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 주요 설계 인자 중 ...
최근의 유가 상승과 지구 온난화로 인해 효율적인 에너지의 사용과 이산화탄소의 절감 방법에 관해 큰 관심을 불러오고 있다. 열교환기는 산업분야에서 중요한 산업기기로, 문헌에 따르면 Shell & Tube 열교환기는 전체 산업용 열교환기의 60% 이상을 차지하고 있다. 쉘-튜브 열교환기는 가격이 저렴하고 유지 보수 및 설치가 쉬우며 신뢰성 및 효율성이 좋다. 따라서 이 열교환기에 대한 많은 연구를 수행하고 있으나 열효율 제고 측면에서 고려해야 할 주요 설계 인자들에 대한 특성을 보다 더 정밀하게 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 주요 설계 인자 중 배플(Baffle)의 크기 및 수에 따라 회수 되어지는 열전달량에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 상용 소프트웨어를 사용하여 50~78%의 배플 크기와 배플 수(4, 6, 8, 10)인자를 제어하여 수치해석 하였다. 실험 결과와 수치해석 결과를 비교하여 수치해석을 검증하였고, 오차범위는 약 3% 정도를 보여주고 있다. 배플 크기와 배플 수를 증가시키면 열전달량 및 압력강하가 증가하지만 유체의 박리현상, 잔류시간, 와류, 속도, 튜브와의 접촉면적 등으로 인해 한계가 있다.
최근의 유가 상승과 지구 온난화로 인해 효율적인 에너지의 사용과 이산화탄소의 절감 방법에 관해 큰 관심을 불러오고 있다. 열교환기는 산업분야에서 중요한 산업기기로, 문헌에 따르면 Shell & Tube 열교환기는 전체 산업용 열교환기의 60% 이상을 차지하고 있다. 쉘-튜브 열교환기는 가격이 저렴하고 유지 보수 및 설치가 쉬우며 신뢰성 및 효율성이 좋다. 따라서 이 열교환기에 대한 많은 연구를 수행하고 있으나 열효율 제고 측면에서 고려해야 할 주요 설계 인자들에 대한 특성을 보다 더 정밀하게 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 주요 설계 인자 중 배플(Baffle)의 크기 및 수에 따라 회수 되어지는 열전달량에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 상용 소프트웨어를 사용하여 50~78%의 배플 크기와 배플 수(4, 6, 8, 10)인자를 제어하여 수치해석 하였다. 실험 결과와 수치해석 결과를 비교하여 수치해석을 검증하였고, 오차범위는 약 3% 정도를 보여주고 있다. 배플 크기와 배플 수를 증가시키면 열전달량 및 압력강하가 증가하지만 유체의 박리현상, 잔류시간, 와류, 속도, 튜브와의 접촉면적 등으로 인해 한계가 있다.
Recently by oil price increase and global warming, it is increasing interest in efficient use of energy and CO2 reducing method. Heat exchanger plays an important role in many industrial application. According to literature review, Shell and Tube heat exchanger occupies over 60% of total industrial ...
Recently by oil price increase and global warming, it is increasing interest in efficient use of energy and CO2 reducing method. Heat exchanger plays an important role in many industrial application. According to literature review, Shell and Tube heat exchanger occupies over 60% of total industrial heat exchanger due to it`s cost-effective and easy installation and maintenance. Moreover, it offers a good reliability and efficiency. Therefore, extensive research work in going on Shell and Tube heat exchanger to improve the thermal efficiency by controlling major design parameters. In this study, the main design parameters of the baffle plate has been reclaimed, and the impact of size on the rate of heat transfer has been studied. Commercially available software, has been used to obtain the optimum value of baffle plate. The performance has been observed by changing the height of baffle plate from 50% to 78% and a number of baffles(4, 6, 8, 10). Numerical results are in good agreement with the experimental results with a slight discrepancy of 3%, which is quite resonable. Increasing number of baffles and baffle height increased the heat transfer rate and pressure drop, but it is limited due to contact area with the tube, flow separation, fluid residual time, turbulence and velocity.
Recently by oil price increase and global warming, it is increasing interest in efficient use of energy and CO2 reducing method. Heat exchanger plays an important role in many industrial application. According to literature review, Shell and Tube heat exchanger occupies over 60% of total industrial heat exchanger due to it`s cost-effective and easy installation and maintenance. Moreover, it offers a good reliability and efficiency. Therefore, extensive research work in going on Shell and Tube heat exchanger to improve the thermal efficiency by controlling major design parameters. In this study, the main design parameters of the baffle plate has been reclaimed, and the impact of size on the rate of heat transfer has been studied. Commercially available software, has been used to obtain the optimum value of baffle plate. The performance has been observed by changing the height of baffle plate from 50% to 78% and a number of baffles(4, 6, 8, 10). Numerical results are in good agreement with the experimental results with a slight discrepancy of 3%, which is quite resonable. Increasing number of baffles and baffle height increased the heat transfer rate and pressure drop, but it is limited due to contact area with the tube, flow separation, fluid residual time, turbulence and velocity.
주제어
#Shell and tube heat exchanger(쉘-튜브 열교환기) Baffle(배플) CFD(전산유체역학)
학위논문 정보
저자
오규남
학위수여기관
공주대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
기계공학과
지도교수
이금배
발행연도
2010
총페이지
p.56
키워드
Shell and tube heat exchanger(쉘-튜브 열교환기) Baffle(배플) CFD(전산유체역학)
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