방사형 기체 파이프
개요
방사형 기체 파이프는 파이프와 그 안을 이동하는 기체 사이에서 열을 주고받도록 설계된 기체 파이프의 복사 변형입니다. 다른 복사 배관과 마찬가지로, 뜨겁거나 차가운 구역을 통과하도록 배치해 파이프 안의 내용물이 지나가면서 열을 흡수하거나 방출하게 만드는 용도입니다. 흔한 활용법은 과열된 공간을 식히는 데 도움이 되도록 차가운 기체를 그곳으로 보내는 것입니다.
방사형 액체 파이프와 비교하면, 일반적으로 열 교환 성능이 더 약합니다. 기체 파이프는 냉매를 1 kg/s만 이동시키는 반면, 액체 파이프는 10 kg/s를 이동시키므로, 재료와 냉매 특성이 완전히 같더라도 방사형 기체 파이프가 전달하는 열은 그 일부에 불과합니다. 또한 기체는 보통 액체보다 열적 특성이 좋지 않기 때문에, 많은 일반적인 구성에서는 전체적으로 액체 냉각이 더 효과적입니다.
그렇더라도 방사형 기체 파이프에는 중요한 장점이 몇 가지 있습니다. 액체가 실패하거나 위험해질 수 있는 상황에서 유용합니다:
- 기체에는 상한 온도가 없으므로, 마그마가 관련된 환경처럼 매우 고온인 구역에서도 냉매가 끓어오르거나 파이프가 손상되지 않습니다.
- Hydrogen은 매우 차가운 시스템에서 특히 유용합니다. 초냉각제를 제외한 모든 액체의 어는점보다 응축점이 더 낮기 때문입니다. 따라서 액체 산소 생산과 사워 가스 처리처럼 극저온 용도에 매우 적합합니다.
- 구간당 25 kg만 필요하므로, 50 kg이 드는 방사형 액체 파이프보다 재료 소모가 절반입니다. 자원이 빠듯할 때는 이 차이가 중요할 수 있습니다.
배관 재료의 열전도도는 계산의 일부에 불과합니다. 단열되지 않은 배관의 열 전달은 배관 재료와 내부 기체의 평균 열전도도를 사용하며, 대부분의 기체에서는 냉각제의 기여가 매우 작습니다. 수소는 눈에 띄는 예외이며, 온도 제한이 문제가 되지 않을 때 보통 가장 좋은 기체 냉각제입니다. 실제로는 기체 자체의 낮은 열전도도 때문에 Radiant Pipe의 곱셈 효과가 자주 줄어듭니다.
배관에 사용되는 재료도 여전히 중요합니다. 배관의 열전도도 예시는 다음과 같습니다:
방사형 기체 파이프와 액체 배관 중 무엇을 고를지는 보통 냉각제에 달려 있습니다. 시스템이 극심한 열, 매우 낮은 온도, 또는 제한된 재료 예산을 견뎌야 한다면 방사형 기체 파이프를 사용하십시오. 최대 열 전달이 우선이라면 액체 배관을 사용하십시오.