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ソース: アレクサンダー ・ S ・ ラトナーとクリストファー ・ J ・ グリア。機械・原子力工学、ペンシルバニアの州立大学、大学公園、PA 部
熱交換器は、2 つの流体間で熱エネルギーを転送、エネルギー システムに遍在しています。一般的なアプリケーションは、自動車ラジエーター (周囲の空気に熱いエンジン冷却水からの熱伝達)、冷蔵庫蒸発器 (冷媒を蒸発する冷蔵庫庫内空気)、冷却塔 (凝縮する蒸気発電所蒸発水および大気)。この実験の目的は、実験計測 (評価) および熱交換器のモデリング手順を導入することです。
この実験では水の水のチューブ ・ イン ・ チューブ熱交換器, および評価されます。熱伝達率 (Q) と全体的なコンダクタンス (UA) を決定する温度と流量率測定が適用されます。測定された熱交換器 UA は、ジオメトリや運用条件の予測値と比較されます。
1. 熱交換器システム (参照してください図と写真、図 2) の作製
図 2: 図 (a) と (b) ラベルの写真熱交換器の評価実験システム
2. 操作
3. 分析
、 
)。水、 cp = 4.2 kJ kg-1 K-1。体積流量は密度によって乗算でき、(ρ水= 997 kg m-3) 質量流量を見つけよう。エネルギー変化率 (Q) が一致して、Eqn。 1 で想定されているか。章のタイトル |
トラン スクリプト |
1 |
熱交換器、エネルギー システムのユビキタスのコンポーネントです。いくつかの一般的な例として、車のラジエーターと冷蔵庫の蒸発器。両方のケースで熱交換器は流体別の 1 つのストリームからの熱の伝達を促進します。これらの例から熱交換器は、システムのさまざまな重要なことは明らかです。 主に熱力学的サイクルの温度管理や転移を提供します。モデルとレートの熱交換器に方法の理解は、設計の最適化と熱交換器を大規模なシステムに統合するため重要です。このビデオは熱交換器デザインおよび分析のいくつかの原則を説明し、シンプルなチューブ ・ イン ・ チューブ熱交換器設計に関するこれらの概念を紹介し。最後に、いくつかの一般的なアプリケーションが探求されます。 |
2 |
うまく設計された熱交換器ミックスは許可せず、2 つの流体ストリーム間の効率的で継続的な熱伝達を容易にする必要があります。2 つの流体は熱交換器を入力と物理的な障壁に近い熱的接触に取り込みます。熱交換は、流体出口に達するまで流体の進捗状況として、ローカル温度の相違によって駆動されます。結果は、熱交換器に入る二つの流体の高温低温と温度上昇を持つ 2 つの冷たい終了することです。定常運転時は、高温流体の熱伝導率、質量流量、流体の比熱によって決まります、入口と出口の温度差を掛けた。対応する値を使用する場合、同じ式が低温流体に適用されます。周囲に熱漏洩分はごくわずか、2 つの転送速度の大きさは等しくなります。これは、高温の流体によって失われた熱が低温の流体によって得られることを意味します。ケルビン、当たりのワット数で全体のコンダクタンスは、熱交換器の熱伝達能力の指標です。自由に描こう対向流、チューブ ・ イン ・ チューブ熱交換器として知られている特定の幾何学を分析します。このデザインで高温の流体が管の直線部の中の一つの方向に流れます。低温流体は、ホット チューブと 2 番目のアウター チューブの輪に、反対の方向で流れます。このジオメトリの 2 つのストリーム間の熱伝達を運転の平均温度差は、ストリームの両方の入力と出力の温度から計算することができますログの平均温度の違いです。熱交換器操作のこのモデルを使用して、2 つの異なるタイプの熱交換器解析問題を答えることができます。評価と設計。熱伝達率とログを意味する温度差は、実験計測などで知られている 2 つの比から全体的なコンダクタンスが計算できます。ただし、デザインの目的のため、熱交換器のジオメトリと材料特性から全体的なコンダクタンスに予測に便利です。これは、2 つのストリーム間の熱抵抗の合計を見つけることによって行うことができます。チューブ ・ イン ・ チューブのジオメトリでは、これらの抵抗によって決定されます: ホット流体チューブ、インナー チューブの壁と再び冷たい流体管内対流によって伝導対流。この合計の逆は、チューブ ・ イン ・ チューブの対向流熱交換器の全体的なコンダクタンスを与えます。今では熱交換器を分析する方法を見てきた、自由に描こうは実験室の 1 つをテストします。 |
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お湯と水の貯水池として機能する作業面の反対側に 2 つのプラスチック容器に貼付します。必要に応じて、インレット、アウトレット水行、ポンプ電源ケーブル用の蓋に穴をあけます。終了する際は、各タンクの小型の水中ポンプをマウントします。次に、水流量計、または、各貯水池の近くに垂直方向に浮子式流量計をマウントし、流量計の入口にポンプのコンセントを接続するソフト PVC チューブを使用します。今、熱交換器の外側の冷水管に 2 つの圧縮管ティー継手をインストールします。近くの t 字継ぎ手、ホットの流量計のコンセント側ポートから 1 つの柔軟な塩ビ管を接続します。ホット カウンター フロー チューブの端に、ティー継手を含む、熱交換器へのアルミ チューブのセクションを同じ長さでカットし、アセンブリに挿入します。次に、圧縮熱交換器アセンブリ、温泉水の貯水池のもう一方の端継手から柔らかいプラスチック チューブを接続します。アルミ チューブの周りのソフト プラスチック製のチューブをシールする圧縮継手を締めます。これは外側のコールド フロー区別熱い流れ、内側のアルミ チューブ。コールド フロー メーター コンセントに 1 つ t 字継ぎ手の側ポートからフレキシブル PVC チューブを接続、フィッティング冷たい水貯蔵所に戻って他のティーの側ポートに番目のチューブを接続します。前に、熱交換器へのホット、コールド ストリーム入口反対側にいるを確認します。柔らかいプラスチック チューブ熱交換器のそれぞれの入口および出口港の近くの 1 つの側面に小さな穴をドリルします。そっとこの熱電対プローブを各ポート内に挿入して、プローブの先端は管の中心部で約。最後に、水漏れに対する熱電対プローブ周りの管の隙間をシールするのにエポキシ、または似たような接着剤を使用します。エポキシが硬化すると、4 つのすべての熱電対プローブを熱電対リーダーに接続します。アセンブリが完了したら、テストを開始する準備が整いました。 |
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常温水道水とお湯でホット貯水池リザーバー冷たい。両方の水ポンプをオンにし、両方のループの流れを増加する流れメートル上のニードル バルブを調整します。閉じ込められた空気の泡を洗い流すため十分な長さを循環する水を許可します。空気の泡を削除すると、約 0.1 リットル毎分に両方のループで流量を調整します。システム、安定するために数分を待つし、4 つの熱電対測定報告する入口と出口の温度を記録します。熱電対リーダーは、記録している間に現在の値を固定するホールド機能があります。これらのフロー条件下における測定値の 5 セットを記録します。約 0.125 リットル/分、および 0.15 リットル毎分の流量にこれらの測定を繰り返します。ホットとコールドの入力間の温度差 5 度下回ると、リフィルのホット、コールドの新鮮な水の貯水池を実行します。測定が完了したら、今、自由に描こうが結果を見てを取る。 |
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18 セット データのセットごとに測定された体積流量が必要です。これらのテストは、同じ流量 V ドット注は、ホット、コールド ストリームに使用されます。まず、水の密度を体積流量の各値を質量流量に変換するため使用します。今、質量流量、水の比熱、それぞれ温度差を掛けての各セットでホットとコールド ストリームのエネルギー変化率を計算します。原則では、私たちはこれらの率の大きさが等しくなると仮定。不確実性を反映して、それらを比較することができますされるように。ほとんどの場合、熱転送速度に不確実性の内で合わせてください。しかし、流量が減少すると、低温の流体によって得られる熱と比較して、高温の流体からの損失熱の増加傾向があります。これは可能性が高い、周辺環境への熱損失の結果しかし、分析の残りの平均熱伝導率を使用ことができます効果が小さいので。次に、測定した熱伝達率から決定できる、熱交換器の全体的なコンダクタンスを評価することができます、ログの平均温度差。全体のコンダクタンスは、材料の熱伝導率、フロー条件、および熱交換器のジオメトリによって異なります。この値が考えられる低速度層流の流量と大幅変更されないことを期待しています。テキストで与えられる方程式を用いた測定温度を使用して、ログの平均温度差を計算します。今、全体のコンダクタンスを生成する設定ごとにログの平均温度差エネルギー変化の平均レートを分割します。予期していた通り、データ セットの標準偏差の小によって証明されるよう全体のコンダクタンスはテストされた条件の範囲で比較的一定です。ただし、この結果は十分に発達した層流定常予測理論値より高いです。両方のチャネルの入口の開発フローを想定し、適切な補正係数を使用して、理論的な予測は当社測定結果より高くなります。現実には、内部チャネルの流れが部分的に熱交換器入口に達する前に開発される、これは全体的なコンダクタンスの中間の値を説明する可能性があります。今では、単純な熱交換器のいくつかの典型的なアプリケーションを自由に描こう見て結果を解析しました。 |
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熱交換器は、熱伝達は 2 つの流体ストリーム間促進することする必要があるさまざまなシナリオで使用されます。多くの電源発電所は、蒸気タービンを駆動する高圧蒸気を生成する高温ガスから発電機熱交換器伝達熱。これらのタービンからストリーム、ダウンは、凝縮器の熱交換器は流体の液化し、継続的に動作するようにサイクル低圧蒸気からの熱を拒否します。冷蔵庫、空調システム、蒸発熱交換器は希望温度を維持するために調節されたスペースの空気からの熱エネルギーを吸収します。 |
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You\ 熱交換器分析入門 Jove\ の見てきた。熱交換器、実験的理論的に彼らのパフォーマンスを分析する方法の基本原則を理解知っている必要があります。見ていただきありがとうございます。 |
熱交換器、エネルギー システムのユビキタスのコンポーネントです。いくつかの一般的な例として、車のラジエーターと冷蔵庫の蒸発器。両方のケースで熱交換器は流体別の 1 つのストリームからの熱の伝達を促進します。これらの例から熱交換器は、システムのさまざまな重要なことは明らかです。主に熱力学的サイクルの温度管理や転移を提供します。モデルとレートの熱交換器に方法の理解は、設計の最適化と熱交換器を大規模なシステムに統合するため重要です。このビデオは熱交換器デザインおよび分析のいくつかの原則を説明し、シンプルなチューブ ・ イン ・ チューブ熱交換器設計に関するこれらの概念を紹介し。最後に、いくつかの一般的なアプリケーションが探求されます。
うまく設計された熱交換器ミックスは許可せず、2 つの流体ストリーム間の効率的で継続的な熱伝達を容易にする必要があります。2 つの流体は熱交換器を入力と物理的な障壁に近い熱的接触に取り込みます。熱交換は、流体出口に達するまで流体の進捗状況として、ローカル温度の相違によって駆動されます。結果は、熱交換器に入る二つの流体の高温低温と温度上昇を持つ 2 つの冷たい終了することです。定常運転時は、高温流体の熱伝導率、質量流量、流体の比熱によって決まります、入口と出口の温度差を掛けた。対応する値を使用する場合、同じ式が低温流体に適用されます。周囲に熱漏洩分はごくわずか、2 つの転送速度の大きさは等しくなります。これは、高温の流体によって失われた熱が低温の流体によって得られることを意味します。ケルビン、当たりのワット数で全体のコンダクタンスは、熱交換器の熱伝達能力の指標です。カウンター フロー、チューブ ・ イン ・ チューブ熱交換器として知られている特定の幾何学を分析してみましょう。このデザインで高温の流体が管の直線部の中の一つの方向に流れます。低温流体は、ホット チューブと 2 番目のアウター チューブの輪に、反対の方向で流れます。このジオメトリの 2 つのストリーム間の熱伝達を運転の平均温度差は、ストリームの両方の入力と出力の温度から計算することができますログの平均温度の違いです。熱交換器操作のこのモデルを使用して、2 つの異なるタイプの熱交換器解析問題を答えることができます。評価と設計。熱伝達率とログを意味する温度差は、実験計測などで知られている 2 つの比から全体的なコンダクタンスが計算できます。ただし、デザインの目的のため、熱交換器のジオメトリと材料特性から全体的なコンダクタンスに予測に便利です。これは、2 つのストリーム間の熱抵抗の合計を見つけることによって行うことができます。チューブ ・ イン ・ チューブのジオメトリでは、これらの抵抗によって決定されます: ホット流体チューブ、インナー チューブの壁と再び冷たい流体管内対流によって伝導対流。この合計の逆は、チューブ ・ イン ・ チューブの対向流熱交換器の全体的なコンダクタンスを与えます。今では熱交換器を分析する方法を見てきた、研究所の 1 つをテストしてみましょう。
お湯と水の貯水池として機能する作業面の反対側に 2 つのプラスチック容器に貼付します。必要に応じて、インレット、アウトレット水行、ポンプ電源ケーブル用の蓋に穴をあけます。終了する際は、各タンクの小型の水中ポンプをマウントします。次に、水流量計、または、各貯水池の近くに垂直方向に浮子式流量計をマウントし、流量計の入口にポンプのコンセントを接続するソフト PVC チューブを使用します。今、熱交換器の外側の冷水管に 2 つの圧縮管ティー継手をインストールします。近くの t 字継ぎ手、ホットの流量計のコンセント側ポートから 1 つの柔軟な塩ビ管を接続します。ホット カウンター フロー チューブの端に、ティー継手を含む、熱交換器へのアルミ チューブのセクションを同じ長さでカットし、アセンブリに挿入します。次に、圧縮熱交換器アセンブリ、温泉水の貯水池のもう一方の端継手から柔らかいプラスチック チューブを接続します。アルミ チューブの周りのソフト プラスチック製のチューブをシールする圧縮継手を締めます。これは外側のコールド フロー区別熱い流れ、内側のアルミ チューブ。コールド フロー メーター コンセントに 1 つ t 字継ぎ手の側ポートからフレキシブル PVC チューブを接続、フィッティング冷たい水貯蔵所に戻って他のティーの側ポートに番目のチューブを接続します。前に、熱交換器へのホット、コールド ストリーム入口反対側にいるを確認します。柔らかいプラスチック チューブ熱交換器のそれぞれの入口および出口港の近くの 1 つの側面に小さな穴をドリルします。そっとこの熱電対プローブを各ポート内に挿入して、プローブの先端は管の中心部で約。最後に、水漏れに対する熱電対プローブ周りの管の隙間をシールするのにエポキシ、または似たような接着剤を使用します。エポキシが硬化すると、4 つのすべての熱電対プローブを熱電対リーダーに接続します。アセンブリが完了したら、テストを開始する準備が整いました。
常温水道水とお湯でホット貯水池リザーバー冷たい。両方の水ポンプをオンにし、両方のループの流れを増加する流れメートル上のニードル バルブを調整します。閉じ込められた空気の泡を洗い流すため十分な長さを循環する水を許可します。空気の泡を削除すると、約 0.1 リットル毎分に両方のループで流量を調整します。システム、安定するために数分を待つし、4 つの熱電対測定報告する入口と出口の温度を記録します。熱電対リーダーは、記録している間に現在の値を固定するホールド機能があります。これらのフロー条件下における測定値の 5 セットを記録します。約 0.125 リットル/分、および 0.15 リットル毎分の流量にこれらの測定を繰り返します。ホットとコールドの入力間の温度差 5 度下回ると、リフィルのホット、コールドの新鮮な水の貯水池を実行します。今では、測定が完了したら、結果を見てをみましょう。
18 セット データのセットごとに測定された体積流量が必要です。これらのテストは、同じ流量 V ドット注は、ホット、コールド ストリームに使用されます。まず、水の密度を体積流量の各値を質量流量に変換するため使用します。今、質量流量、水の比熱、それぞれ温度差を掛けての各セットでホットとコールド ストリームのエネルギー変化率を計算します。原則では、私たちはこれらの率の大きさが等しくなると仮定。不確実性を反映して、それらを比較することができますされるように。ほとんどの場合、熱転送速度に不確実性の内で合わせてください。しかし、流量が減少すると、低温の流体によって得られる熱と比較して、高温の流体からの損失熱の増加傾向があります。これは可能性が高い、周辺環境への熱損失の結果しかし、分析の残りの平均熱伝導率を使用ことができます効果が小さいので。次に、測定した熱伝達率から決定できる、熱交換器の全体的なコンダクタンスを評価することができます、ログの平均温度差。全体のコンダクタンスは、材料の熱伝導率、フロー条件、および熱交換器のジオメトリによって異なります。この値が考えられる低速度層流の流量と大幅変更されないことを期待しています。テキストで与えられる方程式を用いた測定温度を使用して、ログの平均温度差を計算します。今、全体のコンダクタンスを生成する設定ごとにログの平均温度差エネルギー変化の平均レートを分割します。予期していた通り、データ セットの標準偏差の小によって証明されるよう全体のコンダクタンスはテストされた条件の範囲で比較的一定です。ただし、この結果は十分に発達した層流定常予測理論値より高いです。両方のチャネルの入口の開発フローを想定し、適切な補正係数を使用して、理論的な予測は当社測定結果より高くなります。現実には、内部チャネルの流れが部分的に熱交換器入口に達する前に開発される、これは全体的なコンダクタンスの中間の値を説明する可能性があります。今では私たちの単純な熱交換器の結果分析を行ったが、いくつかの典型的なアプリケーションを見てみましょう。
熱交換器は、熱伝達は 2 つの流体ストリーム間促進することする必要があるさまざまなシナリオで使用されます。多くの電源発電所は、蒸気タービンを駆動する高圧蒸気を生成する高温ガスから発電機熱交換器伝達熱。これらのタービンからストリーム、ダウンは、凝縮器の熱交換器は流体の液化し、継続的に動作するようにサイクル低圧蒸気からの熱を拒否します。冷蔵庫、空調システム、蒸発熱交換器は希望温度を維持するために調節されたスペースの空気からの熱エネルギーを吸収します。
ゼウスの熱交換器分析入門を見てきただけ。熱交換器、実験的理論的に彼らのパフォーマンスを分析する方法の基本原則を理解知っている必要があります。見ていただきありがとうございます。
熱交換器は、エネルギーシステムのユビキタスなコンポーネントです。一般的な例としては、車のラジエーターや冷蔵庫のエバポレーターがあります。どちらの場合も、熱交換器は、ある流体の流れから別の流体の流れへの熱の伝達を促進しています。これらの例から、熱交換器がさまざまなシステムで重要であることは明らかです。主に熱力学サイクルにおける熱管理または遷移を提供します。熱交換器のモデル化と評価の方法を理解することは、設計を最適化し、熱交換器を大規模なシステムに統合するために重要です。このビデオでは、熱交換器の設計と解析のいくつかの原理を説明し、それらの概念をシンプルなチューブインチューブ熱交換器の設計で示します。最後に、いくつかの一般的なアプリケーションについて説明します。
適切に設計された熱交換器は、2つの流体の流れが混ざり合うことなく、2つの流体の流れ間の効率的で連続的な熱伝達を促進する必要があります。2つの流体流が熱交換器に入ると、それらは物理的な障壁を越えて密接な熱接触になります。熱交換は、流体が出口に到達するまで、流体が進行するにつれて局所的な温度差によって駆動されます。その結果、熱交換器に入る 2 つの流体のうち高温の流体は温度が下がって排出され、2 つの流体のうち低温の流体は温度が上昇すると排出されます。定常運転中、高温の流体の熱伝達速度は、流体の質量流量と比熱に入口と出口の温度差を掛けた値によって決まります。対応する値を使用する場合、同じ式が冷たい流体にも適用されます。周囲への熱漏れが無視できる場合、2つの転送速度の大きさは等しくなります。これは、高温の流体によって失われた熱は、低温の流体によって得られることを意味します。全体のコンダクタンス(ワット/ケルビン)は、熱交換器の熱伝達能力の尺度です。向流式チューブインチューブ熱交換器と呼ばれる特定の形状を解析してみましょう。この設計では、高温の流体はチューブの直線部分の内側に一方向に流れます。冷たい流体は、ホットチューブと第2のアウターチューブとの間の環状部を反対方向に流れます。このジオメトリで 2 つのストリーム間の熱伝達を駆動する平均温度差は、対数平均温度差であり、両方のストリームの入力温度と出力温度から計算できます。この熱交換器の動作モデルを使用すると、2つの異なるタイプの熱交換器解析問題に答えることができます。評価とデザイン。熱伝達率と対数平均温度差が、例えば実験的測定によってわかっている場合、2つの比率から全体のコンダクタンスを計算できます。ただし、設計の目的では、熱交換器の形状と材料特性から全体的なコンダクタンスがどうなるかを予測すると便利です。これは、2つのストリーム間の熱抵抗の合計を見つけることによって実行できます。チューブインチューブ形状の場合、これらの抵抗は、高温の流体チューブ内の対流、チューブ内壁を通る伝導、および低温流体の環内での再びの対流によって決定されます。この合計の逆数が、チューブインチューブ向流熱交換器の全体的なコンダクタンスを示します。熱交換器の分析方法を確認したので、実験室でテストしてみましょう。
作業面の反対側に2つのプラスチック容器を取り付けて、温水と冷水の貯水池として機能します。必要に応じて、入口と出口の給水管、およびポンプ電源ケーブルの蓋に穴を開けます。終了したら、各リザーバーに小さな水中ポンプを取り付けます。次に、水流量計(回転計)を各貯水池の近くに垂直に取り付け、軟質PVCチューブを使用してポンプ出口を流量計入口に接続します。次に、2つの圧縮パイプティーフィッティングを熱交換器の外側の冷水チューブに取り付けます。近くのティーフィッティングのサイドポートから、ホットフローメーターの出口に1つのフレキシブルPVCチューブを接続します。ホットカウンターフローチューブの場合は、熱交換器と同じ長さのアルミニウムチューブの一部(端のティーフィッティングを含む)を切断し、アセンブリに挿入します。次に、熱交換器アセンブリのもう一方の端にある圧縮フィッティングから、軟質プラスチックチューブを温水リザーバーに接続します。圧縮フィッティングを締めて、アルミニウムチューブの周りの軟質プラスチックチューブをシールします。これにより、内側のアルミニウムチューブを通る熱い流れが外側の冷たい流れから分離されます。一方のティーフィッティングのサイドポートからコールドフローメーターの出口にフレキシブルPVCチューブを接続し、次に2番目のチューブをもう一方のティーフィッティングのサイドポートに接続して冷水リザーバーに戻ります。続行する前に、熱交換器へのホットストリームインレットとコールドストリームインレットが反対側にあることを確認してください。熱交換器の各入口と出口の近くの軟質プラスチックチューブの片側に小さな穴を開けます。熱電対プローブを各ポートにそっと挿入して、プローブの先端がチューブのほぼ中央にくるようにします。最後に、エポキシまたは同様の接着剤を使用して、熱電対プローブの周りのチューブの小さな隙間を水漏れからシールします。エポキシ樹脂が硬化したら、4つの熱電対プローブすべてを熱電対リーダーに接続します。組み立てが完了したので、テストを開始する準備が整いました。
冷たい貯水池には室温の水道水を入れ、熱い貯水池には温水を入れます。両方のウォーターポンプをオンにし、流量計のニードルバルブを調整して、両方のループの流量を増やします。閉じ込められた気泡を洗い流すのに十分な時間、水が循環するのを待ちます。気泡が取り除かれたら、両方のループの流量を毎分約0.1リットルに調整します。システムが安定するまで数分待ってから、4つの熱電対の読み取り値によって報告された入口と出口の温度を記録します。熱電対リーダーには、録音中に電流値を凍結するホールド機能がある場合があります。これらの流れ条件でさらに 5 セットの読み取り値を記録します。毎分約0.125リットル、毎分0.15リットルの流量でこれらの測定を繰り返します。ホットインプットとコールドインプットの温度差が摂氏5度を下回った場合は、リザーバーに新鮮な温水と冷水を補充します。測定が完了したので、結果を見てみましょう。
18 セットのデータと、各セットについて測定された体積流量が必要です。これらのテストでは、ホットストリームとコールドストリームに同じ流量V-dotが使用されていることに注意してください。まず、水の密度を使用して、体積流量の各値を質量流量に変換します。次に、各セットのホットストリームとコールドストリームのエネルギー変化率を、質量流量、水の比熱、およびそれぞれの温度差を掛けて計算します。原則のセクションでは、これらのレートの大きさが等しいと仮定しました。不確実性を伝播して、それらを比較できるようにします。ほとんどの場合、熱伝達率は不確実性の範囲内で一致します。ただし、流量が減少すると、冷たい流体によって得られる熱と比較して、高温の流体からの熱損失が増加する傾向があります。これは、周囲の環境への熱損失の結果である可能性があります。ただし、影響が小さいため、平均熱伝達率を残りの解析に使用できます。次に、測定された熱伝達率から決定できる熱交換器の全体的なコンダクタンスと、対数平均温度差を評価してみましょう。全体的なコンダクタンスは、材料の熱伝導率、流動条件、および熱交換器の形状によって異なります。この値は、ここで考慮する低速層流の流量によって大きく変化しないと予想しています。測定された温度とテキストに示されている方程式を使用して、対数平均温度差を計算します。次に、平均エネルギー変化率を各セットの対数平均温度差で割って、全体のコンダクタンスを求めます。予想通り、全体的なコンダクタンスは、データセットの標準偏差が小さいことからも明らかなように、テストした条件の範囲にわたって比較的一定です。ただし、この結果は、完全に発達した安定した層流の予測値よりも高くなっています。両方のチャネルの入口で流れが発生すると仮定し、適切な補正係数を使用すると、理論的な予測は測定結果よりも高くなります。実際には、内部チャネルの流れは熱交換器の入口に到達する前に部分的に発生し、これが全体のコンダクタンスの中間値を説明できる可能性があります。単純な熱交換器の結果を分析したので、いくつかの典型的なアプリケーションを見てみましょう。
熱交換器は、2つの流体ストリーム間で熱伝達を促進する必要がある場合に、さまざまなシナリオで採用されます。多くの発電所では、蒸気発生器の熱交換器が高温ガスから熱を伝達して高圧蒸気を生成し、タービンを駆動します。これらのタービンから下流では、コンデンサー熱交換器が低圧蒸気からの熱を排出し、流体を液化してサイクルを連続的に作動させます。冷蔵庫や空調システムでは、蒸発器の熱交換器が調整された空間の空気から熱エネルギーを吸収して、目的の温度を維持します。
Jove による熱交換器解析の紹介をご覧になりました。熱交換器の基本原理と、その性能を実験的および理論的に分析する方法を理解する必要があります。ご覧いただきありがとうございます。
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