열교환

“열교환”이라는 용어는 기술 용어로 자주 사용됩니다. 그러나 물리학적으로 정확한 용어는 “열전달”입니다. 열은 더 뜨거운 시스템에서 더 차가운 시스템으로만 전달될 수 있는 에너지 형태입니다. 엄밀한 의미에서 상호 교환은 일어나지 않습니다.

그러나 공정 공학에서 ‘열교환’이라는 용어는 서로 다른 온도의 매체 간에 열에너지를 의도적으로 전달하는 과정을 의미합니다. 그 목적은 열에너지를 제어된 방식으로 공급하거나 제거하는 데 있습니다. 이 과정은 많은 기술적 공정의 기본 작업입니다. 열 전달은 열전도, 대류 또는 복사를 통해 이루어질 수 있습니다. 기술 장비에서는 이러한 메커니즘이 종종 동시에 작용합니다. 열 전달은 가열, 냉각, 건조 및 반응 공정을 결정합니다. 열 흐름은 다음과 같이 간단히 설명할 수 있습니다:

Qdot= U *A * ΔT

• Qdot은 열유량(W)입니다
• U는 열전달 계수(W/(m²·K))입니다
• A는 열전달 면적(m²)이다
• ΔT는 구동 온도 차이(K)입니다

효율적인 열 전달을 위해서는 매질과 열 전달 표면 사이에 적절한 접촉이 이루어져야 합니다. 혼합기, 반응기 및 건조기에서는 제품의 혼합 운동을 통해 이러한 접촉이 향상됩니다. 반면, 사각지대나 정체 구역은 열 전달 효율을 현저히 저하시킵니다.