전산 유체 역학을 기반으로 한 쉘 및 튜브 타입 열교환기의 성능 분석 (PT. XYZ의 열교환기 사례 연구)

쉘 및 튜브 열교환기는 공정 산업에서 필수적인 구성 요소로, 배기가스의 열을 이용하여 생산 과정에서 증기를 과열하는 데 사용됩니다. 이들의 성능은 시스템의 전반적인 에너지 효율성을 결정짓는 중요한 요소입니다. 본 연구는 Ansys Fluent 17.2를 이용한 전산 유체 역학(CFD)을 통해 PT. XYZ의 쉘 및 튜브 열교환기의 실제 성능을 평가하는 사례 기반의 독창성을 제시합니다. 온도, 압력 및 유체 속도의 분포를 분석하고, 그 효율성과 LMTD를 계산하기 위해 시뮬레이션을 수행했습니다. 시뮬레이션 결과, 차가운 유체의 온도는 11.95°C에서 19.35°C로 증가하고, 뜨거운 유체의 온도는 62.05°C에서 49.55°C로 감소합니다. 유체 압력 또한 튜브 측에서 1717 Pa에서 -76.48 Pa로 크게 감소합니다. LMTD 값은 40.09°C이며, 열 전달 효율성은 24.95%입니다. 신뢰성을 보장하기 위해 시뮬레이션 결과는 PT. XYZ의 실제 운영 데이터와 비교하여 검증되었습니다. 본 연구는 쉘 및 튜브 열교환기의 실제 운영 성능을 대표적으로 보여주며, 공정 산업에서 시스템 설계 및 에너지 효율성 향상을 위한 실용적인 기초로 사용될 수 있습니다.