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[국내논문] 습증기를 포함한 연소가스의 폐열회수를 위한 열교환기 성능 예측
Performance Prediction of Heat Exchanger for Waste Heat Recovery from Humid Flue Gases 원문보기

대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B, 2000 Apr. 20, 2000년, pp.276 - 281  

정동운 (한국과학기술원 대학원 기계공학과) ,  이상용 (한국과학기술원 기계공학과) ,  이한주 (한국과학기술원 대학원 기계공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A simulation program using the mass transfer correlation was constructed to analyze 1-D simplified condensing flow across the tube bank. Higher efficiency was anticipated by reducing the flue gas temperature down below the dew point where the water vapor in the flue gas is condensed at the surface o...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 내식성 재질의 수평 냉각 관군이 설치된 열교환기에 연소 가스를 투입하여 회수할 수 있는 전 열량을 예측하기 위한 프로그램을 작성하고자 하였다. 아울러 열교환기의 운전조건을 변화시키면서 응축 열전달 특성을 살펴보았다.
  • 본 연구에서는 검사 체적 내부의 열/물질전달 수지 균형을 맞추기 위하여, 입, 출구 사이의 상태량변화를 이용하여 구한 열 전달량이 평균 열/물질전달계수를 이용하여 구한 열 전달량과 같도록 조정하였다. 따라서 계산에는 기체충, 응축액 막 및 냉각수에서의 전달계수에 관한 적절한 관계식이 필요하게 된다.
  • 본 연구에서는 연소 가스의 폐열을 회수하기 위해 제작된 실제 열교환기의 조건을 적용하여 그 성능을 예측하고자 하였다. 이 금 배 등㈣은 테프론냉각관을 이용하여 환상형 열교환기를 제작하였다.

가설 설정

  • 본연구에서는 주류가 액막의 분포를 비대칭화 하는 것을 방지하기 위하여, 연소 가스는 수평관군의 상단(upper row)으로부터 하향으로 직교류를 형성하며 관군을 통과한다고 가정하였다. 1차원의 단순화된 해석을 위하여 연소 가스의 온도(7麟, 유속 (1/„) 및 비응축성 기체의 질량 분율(J%/은 관군의 상단에서 하단으로 이동하는 경우에만 변화되는 것으로 간주하였으며, 열(column) 또는 관 길이 방향의 변화는 고려하지 않았다.
  • 1차원의 단순화된 해석을 위하여 연소 가스의 온도(7麟, 유속 (1/„) 및 비응축성 기체의 질량 분율(J%/은 관군의 상단에서 하단으로 이동하는 경우에만 변화되는 것으로 간주하였으며, 열(column) 또는 관 길이 방향의 변화는 고려하지 않았다. 과냉의 응축수가 관과 관 사이의 공간에 머무르는 시간은 극히 짧아 추가적 열 및 물질전달은 무시할 수 있다고 가정하였다. 연소가스의 압력은 대기압과 동일하게 주었으며, 마찰에 의한 기체의 압력강하는 무시하였다.
  • 2는 정상 상태에서 검사 체적 내부로 유입 되는 연소가스와 검사 체적을 빠져나가는 연소 가스 및 응축수의 열함량 차이에 의한 총 열량이 냉각수로 전달되는 과정을 간략하게 나타낸 그림이다. 1 차원 가정에 의해 연소 가스의 입, 출구 상태량은 단의 수(/)에 의해서만 변하게 된다. 비응축성 기체는 검사 체적을 통과하는 동안 응축되지않으므로, 수증기의 입, 출구 질량 유량 차이는 단
  • 연소 가스와 냉각수는 열교환기의 반대쪽으로부터 주입된다. 따라서 냉각수의 출구 조건을 가정함으로써 계산을 수행한다. 임의 검사 체적에 대한 계산은 냉각수의 출구조건과 연소 가스의 입구조건을 이용하여 수행한다.
  • 9 W/m℃ 그리고 22단의 냉각 관군을 고려하였다. 관군의 형상 및 연소 가스의 성분은 이 금 배 둥㈣과 동일하게 가정하였다.
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