【일문일답 제173문】2016.10.10
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이 게시글은 마지막으로 liuquan1100에 의해 2017-8-25 22:29에 수정되었습니다. 【일문일답 제173문】 2016.10.10, 매체는 열교환기의 관로를 통과할까, 아니면 케이싱로를 통과할까? 그 기준은 무엇인가? 답변한 후 참고 답안을 확인할 수 있으며, 핵심 요점만 맞히면 점수를 얻을 수 있습니다. 답: 관로측: 1. 스케일이 쉽게 생기거나 불순물이 많은 유체는 관로측을 통하므로 청소가 용이합니다.2. 고압 매체는 튜브 라인을 통해 이동하여 케이스가 압력을 받는 것을 방지하고, 케이스에 사용되는 금속의 양을 절약합니다.3. 부식성 매체는 관로를 통해 흐르도록 하여, 관과 케이스가 동시에 부식되는 것을 방지합니다.4. 유독성 매체는 관로 쪽으로 보내어 누출 가능성을 방지합니다.외부 채널: 1. 포화수증기는 외부 채널을 통과하여 응축수를 쉽게 배출할 수 있으며, 더욱 깨끗합니다.2. 냉각되는 유체는 케이싱 통로를 따라 흐르며, 케이싱을 활용하여 냉각 효과를 높일 수 있다.3. 점도가 높거나 유량이 적은 유체는 케이싱 통로를 통해 이동하며, 저 레이놀즈 수에서 판형 구조물을 활용하여 난류를 발생시켜 대류 열전달 계수를 향상시킨다.4. 냉온 유체의 온도 차이가 클 때, 대류 계수가 큰 쪽은 벽면 온도가 열전달 계수가 큰 쪽에 가까워지므로 표면층을 통과한다.
①오염되기 쉽고 스케일이 잘 생기는 유체는 관로를 통해 보내는 것이 좋으며, 이는 관 내부를 청소하기가 더 용이하기 때문입니다；②부식성 유체는 관로를 통해 공급하는 것이 바람직하며, 이렇게 하면 관열과 케이스가 동시에 부식되는 것을 방지할 수 있습니다；③압력이 높은 유체는 케이싱이 압력을 받지 않도록 튜브 경로를 이용하는 것이 좋습니다；④포화수증기는 케이싱 경로를 통해 이동하는 것이 바람직합니다. 왜냐하면 수증기의 응축에 의한 열전달 계수는 유속과 무관하며, 응축액도 쉽게 배출될 수 있기 때문입니다；⑤두 유체의 온도 차이가 큰 경우, 고정형 튜브보드식 열교환기를 사용할 때는 열전달 계수가 큰 유체를 케이싱 측으로 보내어 열응력을 줄이는 것이 바람직합니다.
매체가 관로를 통과할지 외피로를 통과할지는 구체적인 상황에 따라 결정되며, 두 매체를 비교하여 판단합니다. 다만 다음 원칙을 준수해야 합니다: (1) 부식성이 있는 매체는 관로를 통과시켜서 관로와 외피로의 재질이 모두 부식되는 것을 방지해야 합니다. (2) 유독성 매체는 관로 쪽으로 흐르므로, 누출될 가능성이 줄어듭니다. (3) 유량이 적은 유체는 이상적인 유속을 선택할 수 있도록 관로를 통해 흐르고, 유량이 많은 유체는 외부 회로를 통해 흐르는 것이 바람직하다. (4) 고온·고압 유체는 관로를 통해 흐르며, 관의 직경이 작아 더 높은 압력을 견딜 수 있다. (5) 스케일이 쉽게 생기는 유체는 고정 튜브 플레이트식 및 플로팅 헤드식 열교환기에서는 튜브 측을 통하고, U형 튜브식 열교환기에서는 케이스 측을 통하여 청소와 스케일 제거가 용이해집니다；냉각기의 경우, 일반적으로 냉각수는 관로를 흐르고 냉각되어야 할 유체는 케이싱로를 흐릅니다. (6) 점도가 높은 유체는 쉘 플레이트 쪽을 흐르며, 쉘 플레이트의 흐름 단면과 흐름 방향이 지속적으로 변하기 때문에 열 전달에 유리하다. (7) 유체의 흐름 방향도 열전달에 상당한 영향을 미친다. 동일한 매질의 냉난방 대류 원리를 최대한 활용하여 열전달 효율을 높이고 동력 소비를 줄이기 위해, 관로든 외피로든 유체가 가열되거나 증발할 때는 흐름 방향은 아래에서 위로 되어야 한다；유체가 냉각되거나 응축될 때 흐름 방향은 위에서 아래로 되어야 합니다.
부식성이 있거나 독성이 있는 매체, 온도나 압력이 매우 높은 매체, 그리고 스케일이 쉽게 생기는 매체는 모두 파이프 내부를 통해 전달되어야 합니다
점도가 높거나 유량이 적은 코일 통로
스케일이 쉽게 생기거나 불순물이 많은 유체, 고압 유체, 부식성 유체, 독성 유체는 파이프 내부를 흐릅니다.깨끗하고 점도가 높아 껍질층을 이룸
열교환기의 경우, 외부 케이스는 차가운 반면 내부 튜브는 뜨겁습니다. 압력이 높은 부분은 튜브이고, 압력이 낮은 부분은 케이스입니다. 튜브는 쉽게 부식되지만, 케이스는 그렇지 않습니다