SCOPUS
KCI등재
소각로 배열회수용 열교환기의 최적설계를 위한 열전달 및 압력강하 특성 분석
저자
고지운(Ji-Woon Ko) ; 권오경(Oh Kyung Kwon) ; 배경진(Kyung Jin Bae) ; 전동순(Dong-Soon Jeon)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2022
작성언어
Korean
주제어
등재정보
SCOPUS,KCI등재,ESCI
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
257-265(9쪽)
제공처
소장기관
본 논문에서는 소각로에 적용하기 위한 배열회수용 열교환기의 설계조건 및 형상인자에 따른 열전달 및 압력강하 특성에 대하여 분석하였다. 배기가스의 입구상태는 실제 운영중인 소각시설의 공정분석 결과를 바탕으로 선정하였다. 배기가스를 통하여 회수 요구되는 목표 열전달량 및 냉각수 출구온도는 각각 550 kW 및 55°C 이상이다. 그리고 관내 및 외측 압력강하량은 열교환기 설계 시 적합한 최소값을 제안하였다. 1차 분석을 통하여 설계조건 및 형상인자가 반응값(열전달량, 냉각수 출구온도, 배기가스 및 냉각수측 압력강하량)에 미치는 영향을 알아보았으며, 선정된 주요인자는 냉각수 유량, 전열관 수직 및 수평방향 간격이다. 2차 분석에서는 열교환기의 최적설계를 수행하였으며, 이때 열전달량 및 냉각수 출구온도는 각각 550.1 kW 및 55.9°C이다. 또한, 관내 및 외측 압력강하량은 각각 7.4 kPa 및 32.7 Pa이다. 따라서 목표한 반응값을 만족하는 최적의 열교환기 형상을 제안하였다.
더보기In this paper, heat transfer and pressure drop characteristics of heat exchanger for heat recovery were analyzed according to design parameters. The heat transfer rate and coolant outlet temperature required for recovery through the heat exchanger were 550 kW and 55°C or greater, respectively. For internal and external pressure drop, appropriate minimum values were suggested when designing a heat exchanger. In the 1st analysis, the design parameters affecting the response value (that is, heat transfer rate, temperature of coolant outlet, and pressure drop of gas and coolant) were analyzed; subsequently, the coolant mass flow rate, and the vertical and horizontal spacing of the tubes were selected as main factors. In the 2nd analysis, an optimized design of the heat exchanger was performed. As a result, the heat transfer rate and coolant outlet temperature of the optimally designed heat exchanger were 550.1 kW and 55.9°C, respectively. Additionally, the internal and external pressure drops were 7.4 kPa and 32.7 Pa, respectively. Therefore, the optimal shape of the heat exchanger that satisfied the target response value was presented.
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