이중관형 지중열교환기의 유입유량에 따른 관내 유체흐름특성에 관한 연구 = A Study on Fluid Characteristics in Double Pipe Heat Exchanger by Influent Flow

국문 초록 (Abstract)

지열에너지를 효과적으로 활용하기 위해서는 효율적인 열교환기 설계기술이 필요하다. 기존의 U자형 열교환기는 낮은 열교환효율과 넓은 천공면적에 따른 높은 비용에 의한 문제가 있었다. 이에 비용효율적인 열교환기 개발을 위해 이중관형 지중열교환기를 제안했다. 우리는 이중관형 지중열교환기(2m 단일형, 4m 단일형, 4m 이음형, 6m 단일형, 8m 이음형)를 사용하여 최대70 Lm-1의 유입유량에 대해 5 Lm-1간격으로 관내 유체흐름특성을 파악하였다. 실험결과 열교환기길이와 유입유량의 증가에 따라 손실수두도 증가했다. 상용화조건인 50 m 열교환기에 대해 회귀분석한 결과 100 Lm-1유량일 때의 손실수두는 1,120 cm,레이놀드 수는 65,690로 나타나 열교환기 내에서 강한 와류를 일으킬 것으로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

For utilizing geothermal heat energy efficiently, manufacturing technology for energy-efficient heat exchanger is needed. Conventional U-type heat exchangers have both low efficiency of heat exchange and high cost due to large boring area. Herein, to develop cost-friendly heat exchanger, we introduce double pipe heat exchanger. For this purpose, we used a double pipe (2 m single, 4 m single, 4 m (2+2 m) connection, 6 m single, and 8 m (4+4 m) connection) to figure out the characteristics of flow tendency by controlling influent flow rate up to 70 Lm-1
at the interval of 5 Lm-1. Experimental results showed that head loss increased as the length of heat exchanger and influent flow increased. In the result of regression analysis at the practical condition of flow
rate (100 Lm-1) and depth (50 m), head loss and Reynolds number were expected to be 1,120 cm and 65,690, respectively, indicating strong vortex in the double pipe heat exchanger.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론
• 2. 관내 손실수두 및 레이놀드수의 산정
• 3. 실험의 구성 및 진행
• 4. 이중관형 열교환기의 손실수두 측정결과 및 관내 흐름특성 분석
• 5. 결 론

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