금속의 열전도율 차이는 열교환기 성능에 어떤 영향을 주나요?

Question

안녕하십니까.

구리와 알루미늄 처럼 금속마다 열전도율이 다릅니다. 이러한 차이가 열교환 효율과 장비 설계에는 어떻게 반영이 되는지 의견 부탁드립니다.

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

구리와 알루미늄처럼 열전도율이 다르면 같은 조건에서도 열이 퍼지는 속도와 온도 구배가 달라지므로 열교환기나 방열판 설계 시 필요한 면적 두께 핀 구조가 달라지며 구리는 고효율 고밀도 열전달이 필요한 부위에 알루미늄 경량 비용 가능성을 고려한 대면적 구조에 많이 사용됩니다 열교환 효율은 단순히 열전도율뿐 아니라 대루계수 표면적 접촉열적항 까지 함께 고려한 전체 열저항 설계로 결정되기 때문에 재료 선택은 성능 무게 부식 가격을 종합해 최적화 됩니다

Answer 2

안녕하세요.

금속은 열전도율이 높을수록 연교환기 벽을 통한 열 이동이 빨라지기 때문에 전체 열 교환 효율이 직접적으로 향상될 수 있습니다.

말씀하신 구리는 열전도율이 매우 높은 금속입니다. 그래서 고성능 소형 열교환기에는 유리하지만 무게나 비용이 문제죠. 알루미늄은 열전도율은 낮습니다. 그렇지만 가볍고 가공성이 좋기 때문에 대면적으로 가볍게 만들 때는 유리하죠.

열교환기 설계에서는 열성능도 중요한데, 비용이나 내식성, 구조 강도 같은 것들을 동시에 고려해야 할 것 같습니다.