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• 여러 개의 곧은 관 또는 U자관을 원통형의 동체(shell) 속에 설치한 것으로 관 밖으로 흐르는 유체와 관 속의 유체 사이에 열전달이 이루어지는 장치

그림 Ⅲ-16 셀-튜브형 열교환기의 구조

동영상 01

동영상 02

• 열교환기의 대표적인 것으로, 부피에 비하여 열전달 넓이가 커서 열전달 효과가 우수하여  각종 화학 공업에 광범위하게 이용,
• 형식으로는 고정 관판형, U자형, 유동 관판형 등

(1) 고정 관판형 열교환기

• 관판(tube sheet)은 고정되어 움직이지 않음, 관 팽창에 대하여 아무런 설비가 되어 있지 않는 단점
• 액체 사이의 온도차가 적을 때 사용

그림 Ⅲ-17 고정 관판형 열교환기

(2) 유동 관판형 열교환기

• 관판의 한쪽 끝이 고정되어 있고, 다른쪽 끝은 관(tube)의 팽창에 대비하여 자유롭게 움직일 수 있도록 되어 있음.
• 두 가지 액체 사이의 온도차가 클 때 사용

그림 Ⅲ-18  유동 관판형 열교환기

(3) U자형 열교환기

• 전열관에 U자형을 사용한 관속의 관판을 원통용기의 쉘끝단에 플랜지 이음으로 고정하고, 전열관은 쉘과 관계없이 유체온도에 의한 신축이 자유로이 작동되어야 하며, 관속을 쉘에서 인발해서 청소 및 점검할 수 있는 구조의 열교환기.
• 두 액체 사이의 온도가차 클 때 사용

그림 Ⅲ-19  U자형 열교환기

동영상

 

(4) 관 배열 및 방해판

• 다관식 열교환기에서는 열전달을 좋게 하기 위하여 관 배열 및 내부에 방해판을 설치하거나 열팽창에 대비하여 유동 두 구조를 설치

• 관배열 방식은 정방형식과 삼각형식, 경사진정방형식 위치 고정

그림 Ⅲ-22 관의 배열 형태

• 삼각형식으로 위치를 고정시켜 주면 정방형식보다 많은 관을 배열할 수 있고 열전달 속도도 크다.
• 방해판(baffles) : 관 외 유체의 유속을 감소시키기 위해 사용

그림 Ⅲ-23 반달형 방해판

• 열전달 면적을 크게 하기 위하여 핀 관이라는 판을 부착시켜 열전달 속도를 증가시킨다.

그림 Ⅲ-24  다양한 모양의 핀관

 

늦은 때란 없다, 완성과 미완성만 있을 뿐

Ⅲ. 열전달

  01. 열전달 기구

    1. 열전달 원리

    2. 전도, 대류, 복사에 의한 열전달

 

  02. 열교환기

    1. 단관식 열교환기

    2. 이중관식 열교환기

    3. 다관식 열교환기

    4. 기타 열교환기

 

  03. 증발기와 응축기

    1. 증발기

    2. 응축기

 

    단원 학습 정리

    단원 종합 문제