열교환기 작동 원리에 대한 자세한 설명(다이어그램 포함)

열교환기의 기본 원리는 열전도와 대류를 이용하여 고온 유체에서 저온-유체로{2}}일반적으로 둘 사이의 직접적인 접촉 없이-열을 전달하는 것입니다.
 고온-유체는 열을 방출하고 이는 열 교환 벽을 통해 전달됩니다.
 열은 금속 벽(또는 열 교환 매체)을 통해 전도됩니다.
 저온-유체는 열을 흡수하여 온도가 상승하거나 하강합니다.
 전체 과정은 열역학 제2법칙을 준수하며, 열은 자발적으로 높은 온도에서 낮은 온도로 흐릅니다.

유체 흐름 방향에 따라 열교환기에는 세 가지 주요 흐름 패턴이 있습니다.
 병류 흐름(병렬 흐름): 두 유체가 같은 방향으로 흐르며 온도 차이가 점차 감소합니다.
 역-전류 흐름(counter-flow): 두 유체가 반대 방향으로 흐르므로 최고의 열 전달 효율을 제공합니다.
 교차-흐름: 두 유체가 서로 수직으로 흐릅니다. 이 구성은 작고 널리 사용됩니다.
 이 중 역-전류 배열은 고효율이 요구되는 산업 응용 분야에서 가장 자주 사용됩니다.

열 전달 과정은 일반적으로 열 전달의 기본 방정식을 사용하여 설명할 수 있습니다.

기본 열 전달 방정식:
Q=U × A × ΔTlm

어디:

Q: 열전달률(W)
U : 전체열전달계수(W/m²·K)
A: 열전달 면적(m²)
ΔTlm: 대수 평균 온도차
방정식 참고사항:
U 또는 A를 늘리면 열 전달 용량이 크게 향상될 수 있습니다.
온도 차이가 클수록 열 전달을 위한 추진력이 더 강해집니다.