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도도한 쭌냥이
1. 글을 시작하며
안녕하세요. 글 쓰는 아빠 도도한 쭌냥이입니다.
공조냉동기계기술사 132회 4교시 3번 문제에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 문제의 원은 아래 참고 하시기 바랍니다.
- 문제: 수랭식 응축기에서 발생하는 전열관 벽면의 오염에 대하여 다음을 설명하시오.
- (1) 물 측 전열관벽 오염원인
- (2) 시간에 따른 오염계수의 변화
- (3) 콜게이트관 표면에서 오염이 발생하기 어려운 이유
2. 물 측 전열관벽 오염원인
- 냉각수에 용해된 염류(칼슘, 마그네슘, 철, 탄산칼슘 등)가 온도 변화에 따라 전열관벽에 침전될 수 있습니다.
- 냉각수가 냉각탑에서 냉각될 때 외부 공기와 접촉하게 되며 이때 각종 이물질들이 냉각수로 유입되고 이런 이물질들이 축적되면서 전열관벽이 오염됩니다.
- 이외에도 전열관벽의 부식, 유지보수 불량으로 물 측 전열관벽이 오염될 수 있습니다.
3. 시간에 따른 오염계수의 변화
오염계수(Fouling factor)는 열교환기의 성능 평가에 사용되는 중요한 개념으로, 전열 면적에 축적된 오염물질로 인한 열전달 저항을 나타냅니다. 이는 전열 면적에 형성된 이물질, 침전물, 생물막 등으로 인해 열전달 효율이 저하되는 현상을 정량적으로 표현한 것입니다.
- Rf = Fouling Factor(오염계수)
- Ud = 오염된 상태의 열전달 계수 (Dirty overall heat transfer coefficient)
- Uc = 깨끗한 상태의 열전달 계수 (Clean overall heat transfer coefficient)
오염계수가 클수록 열교환기 표면에 많은 오염물질이 축적되어 열전달이 크게 저하되었음을 의미하며, 낮을수록 상대적으로 적은 오염이 발생했음을 의미합니다.
시간이 지날수록 전열관벽에 오염물질이 축적되면서 오염계수가 증가하게 됩니다.
4. 콜게이트관 표면에서 오염이 발생하기 어려운 이유
4.1 구조
콜게이트관은 내부 표면에 미세한 홈이나 주름 등의 구조를 가지도록 설계되어 있습니다.
4.2 오염이 발생하기 어려운 이유
관 내부나 외부로 유체가 흐를 때 난류가 형성되는 구조를 통해 오염물질이 관 표면에 부착되는 것을 방지합니다. 난류가 증가하면 유체의 흐름이 무작위로 혼란스러워지고, 이는 오염물질이 표면에 고착되지 않고 계속해서 유체와 함께 이동하도록 만듭니다.
5. 글을 마치며
오늘은 수랭식 응축기의 전열관벽의 오염에 대해서 알아보았습니다. 원인, 방지책에 대해서도 함께 확인할 수 있는 좋은 기회였던 것 같습니다. 이상으로 글을 마치도록 하겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.
도도한 쭌냥이
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