Heat Transfer Analysis of a Coil-Typed LPG Vaporizer with an Electrically Heating Water Bath

전열온수식 LPG 기화기의 열전달 해석

The heat transfer phenomena in a coil-typed LPG vaporizer with a hot water bath employed an electrical heating system were experimentally analyzed. The heat energy is initially used to sensible heat region to heat LPG and then is done to latent heat region to vaporize LPG and to heat up the vaporized gas. A two-phase flow region could be found from periodic temperature fluctuations, and only sensible heat effect was found after passing through the region. The overall heat capacity was defined as multiplying the overall heat transfer coefficient by the heat transfer area and we found a correlation employing the heating water temperature and LPG flow rate. The results of this work can effectively be applied for the design of field scale LPG vaporizers in the near future because they can predict the features of heat transfer on a kind of coil type LPG vaporizer.

본 연구는 전열온수식 LPG 기화기에서의 열전달 현상을 실험적인 방법에 근거하여 분석하였다. 전기가 열식 온수 수조로부터 공급되는 열량은 처음에 액화석유가스(LPG)의 온도를 높이는 현열에 사용되고, 이후 기체가스(PG) 상태로 만들기 위한 잠열공급 및 기화된 가스의 온도 상승에 사용된다. 코일내부에서 기-액이 공존하는 two-phase flow가 형성되는 영역은 그 지역에서의 온도의 주기적인 파동현상을 통하여 확인될 수 있었으며, 이 영역 이후부터는 기상상태로 현열 효과만이 존재함을 알 수 있었다. 기화기의 열전달 능력은 총괄열용량으로 정의하였으며, 총괄열용량과 온수의 온도 및 가스유량에 따른 상관관계를 구하였다. 본 연구의 실험적 결과를 이용하면 전열온수식 LPG기화기의 열전달 특성 해석을 용이하게 수행할 수 있기 때문에, 향후 기화기 설계에 유용하게 적용할 수 있을 것이다.