기계공학실험 | 모세관 규격에 따른 온도차

 

 

 

TIP

 

 

냉동기에서 저온을 얻을 수 있는 팽창장치 중 모세관의 구경과 길이에 따른 압력강하 그리고 이에 따른 온도의 변화를 실험하여 모세관의 작동원리를 이해하고 냉동기의 기본구조와 운전 특성을 실험, 고찰한다.

 

 

 

팽창장치는 증기압축 냉동시스템의 4대 주요설비 중 하나로 주 기능은 냉매의 압력강하와 증발기 내 냉매량을 조절하는 것에 있다. 압력조절은 응축기 내 고온고압의 냉매액을 좁은 통로를 통해서 팽창시켜 낮은 압력과 낮은 온도를 갖는 냉매액과 증기(Flash Gas)의 혼합매체를 증발기에 공급하는 것으로 이 때문에 팽창밸브를 압력조절밸브라 부르기도 한다. 이 팽창장치 중 대표적인 것이 모세관(Capillary tube)인데 기능을 보면 응축기 내 고압의 액체냉매를 팽창밸브 기능을 하는 좁은 유로의 모세관 내를 흐르게 하면서 냉매액의 큰 유동마찰에 의해 압력이 저하되고 유속이 증가하게 된다. 이 때 냉매액의 압력은 포화압력 이하로 강하하여 액의 일부가 기화되기도 한다.

 

모세관의 작동원리는 응축기와 증발기 사이에 일정 구경과 길이의 모세관을 연결시키고 이 모세관을 통한 냉매의 흐름은 응축기의 압력과 증발기의 압력차에 비례하게 된다. 모세관은 구경과 길이로 저항이 결정된다. 모세관의 저항이 큰 경우로 보면 길이가 길거나 구경이 작은 경우가 되며 모세관 저항이 작은 경우는 길이가 짧거나 구경이 큰 경우이다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 1번 모세관의 밸브를 열고 나머지 모세관의 밸브를 모두 닫는다.

 

2) 전기 코드를 연결하여 응축기, 압축기, 증발기를 가동한다.

 

3) 약 10분 후 각 구간의 온도와 압력을 측정한다.

 

4) 압축기의 가동을 중지한 후 5분간 기다린다.

 

5) 나머지 2, 3, 4, 5번 모세관 역시 위와 같은 방법으로 실험한다.

 

 

 

[기계공학실험]모세관 규격에 따른 온도차 레포트