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연도가스 잠열 회수를 위한 미소형 관 이용 2차 열교환기의 성능 개선

전문가 제언: ○ 연도가스가 얇은 관 내면을 흐르고 냉각수가 셀 측을 흐르는 새로운 종류의 열교환기가 연도가스로부터 잠열 회수를 위한 콤팩트한 셀？관형 열교환기의 성능을 높이기 위해 제안되었다. 단일관들의 실험적 열전달특성이 관 지름(1.0～5.0mm)과 길이(7～100mm)의 영향을 결정하기 위하여 체계적으로 조사되었다.

○ 무차원 혼합평균온도와 열 입력부위에 대한 유효관 길이의 비 사이의 상관관계가 제안되었고, 측정데이터와 상관성이 좋았다. 이 상관관계를 사용한 열교환기성능의 예측이 가능하다. 그 결과 미니관의 사용이 열전달계수 향상과 열전달표면 확장으로 열교환기크기를 줄이는 데 매우 효율적인 것으로 나타났다.

○ 연도가스 응축 열교환기에서 열과 질량전달 과정의 분석모델이 연도 가스에서 냉각수로 전달된 열과 수증기의 응축률을 예측하기 위해 개발되었다. 연도가스 온도, 냉각수 출구온도, 수증기 몰 분률 및 수증기의 응축률이 분석모델을 사용하여 연산되었다. 열교환기 시스템의 성능이 흡입구 연도가스의 질량 유동률에 대한 냉각수의 질량 유량률의 비와 흡입구 냉각수 온도와 전체열전달 표면에 대한 연도가스 유동율의 비의 함수로서 평가되었다.

○ 최근 마이크로채널을 이용한 열교환기 기술은 컴퓨터, 반도체를 비롯한 IT분야에서 뿐만 아니라 에너지 관련 산업의 열 교환에 사용되는 핵심적인 장치로 발전하고 있다. 한국 생산기술연구원의 권오경 등은 4종류의 채널 형상을 가지는 확산접합 열교환기의 성능을 실험적으로 평가한 결과 질량유량이 증가함에 따라 모든 채널형상에서 열 전달률과 압력강하가 증가하는 결론을 얻었다.

○ 오늘날 세계 에너지 자원의 감소와 증가하는 에너지 비용의 결과로 고도로 효율적이고 콤팩트한 열교환기의 수요가 증가하기 시작했다. 개선된 성능을 가진 잠열을 회수하는 미소형 관(mini-tube) 2차 열교환기의 수요가 앞으로 많이 증가할 것으로 예측되므로 우리나라도 미소형 관 열교환기 개발에 속도를 내어야 한다.

저자: Junpei Yamashita et al,
자료유형: 니즈학술정보