이 연구 논문에서는 위상최적화 방법을 사용하여 강제대류를 이용한 열소산하는 구조물을 설계하는 방법을 개발한다. 전기 부품이나 기계구조물에서 발생하는 열을 낮추기 위해서 자연 대류와 강제 대류가 넓게 사용되고 있다. 또한 현재에는 화학전지(Fuel cell)나 로켓의 추진기관 등에서 발생한 열을 낮추기 위해서 강제 대류를 사용하고 있다. 현재에 이런 시스템을 효과적으로 열을 소산시키기 위해서 유동의 채널을 설계하는 것이 아주 중요한 이슈로 다루어지고 있다. 따라서 이 논문에서는 위상최적화 기법을 사용하여 최적의 채널을 설계하는 연구를 수행한다. 대류 현상을 고려하기 위해서 비압축성 N-S 방정식의 해석을 수행하였다. 이 논문에서는 열과 유체가 연계되어 있는 시스템을 수치적으로 연구하고 강제대류를 고려하는 최적의 채널 설계 결과를 제시한다.
본 연구에서는 구 주위의 혼합대류에 대하여 전 영역에 걸쳐 유효한 매개변수 를 차원해석에 의해 유도하고 이를 적용하여 지배방정식을 비상사 경계층 방정식의 형 태로 변환하고 이를 유한차분법에 의해 수치적으로 해석하였다. 단순 강제대류에서 부터 단순 자연대류 까지의 전 영역에 걸쳐 구 주위의 속도 및 온도분포,국소열전달계 수 및 마찰계수를 Gr/Re$^{2}$의 함수로 구하였으며 Prandtl수가 0.7과 7인 유체에 대 하여 계산을 수행함으로써 Prandtl수의 변화에 따른 강제대류 및 자연대류의 비교강도 의 영향에 대하여 고찰하였다. 자연대류의 영향에 의한 벽면에서의 운동에너지증가 에 따른 유동의 박리점 이동에 대하여도 고찰하였다.
The purpose of the present study is to investigate the flow resistance and the heat transfer characteristics of V type circular fin-tube heat exchanger. Four kinds of V type fin having the same fin area and the different span wise angle tested numerically. Test data for the heat transfer, pressure drop and fin temperature were shown and discussed. The pressure drop and heat transfer increased for decreasing the span wise angle up to 58% and 25% respectively.
This paper presents the results of experiments involving external forced convection on boiling heat transfer from electrically heated horizontal tube to water in cross flow. In these experiments, all of the following primary variables were varied: heat flux, cross flow velocity, pressure and degree of subcooling. Local surface temperatures were measured at nine peripheral positions. Surface temperature distributions are classified into four groups as a function of heat flux. The characteristics of the boiling curve at different velocity, degree of subcooling and pressure are examined.
The purpose of the present study is to investigate the flow resistances and heat transfer characteristics of V-shaped circular fin-tube heat exchangers. Four types of V-shaped fins in which the fin areas are identical but the areas of the V-shaped portion are different have been tested numerically. The results obtained for heat transfer, pressure drop, and fin temperature are discussed in this paper. With increase in the area of the V-shaped portion, the pressure drop and heat transfer increase up to 40% and 24%, respectively, in the present test range.
본 연구에서는 Re수가 40이하의 정상 층류유동에서 온도가 실린더와 자유유동 사이의 열전달계수에 미치는 영향을 수치해석적으로 연구하였다. 유체의 온도 Ta를 200~900K, 실린더의 온도Tw를 300~900K의 범위에서 Tm/Ta를 0.67~2.75까지 변화시 키며 계산을 수행하였다. 수치계산 결과를 분석하여 실험적으로 관찰하기 어려운 불성치의 변화가 열전달에 미치는 영향을 검토하고, 아울러 실린더가 자유유동에 의해서 냉각되는 경우 뿐만 아니라 가열되는 경우의 연구도 병행하였고, 두가지 경우 에 모두 적용할 수 있는 열전달관계식을 구하였다. 본 연구에서는 Gr/$Re^2$=0 이고 복사에 의한 열전달량은 강제대류에 의한 열전달량의 1%이하이므로 자연대류 및 복사열 전달의 효과는 무시하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제22권6호
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pp.844-853
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1998
Natural and forced convection experiments were carried out in order to investigate the effects of channel spacing gap between protrusions and number of rows of protrusion, In natural convection the optimum channel spacing was found to be approximately 20mm regardless of the protrusion gaps. For optimum channel spacing the heat transfer coefficients were converged to an asymptotic value after the fourth row. The heat transfer coefficient for each row approaches to constant values for protrusion gaps larger than 10 mm. An experimental correlation has been suggested by using a modified Rayleigh number based on the dimensionless characteristic length(G/L). In forced convec-tion the heat transfer coefficients were not merged to an asymptote until the fifty row and increases as the channel spacing at the constant Reynolds number decreases.
A multi-faceted experimental investigation has been carried out to study the cooling performance for stacked modules in arrays of heat generating rectangular modules deployed along PCB's in the enclosed cabinet. The main parameters which have an important effect on cooling characteristics are flow velocity, channel spacing, installation of fan unit, attachment of heat sink, and acoustic noise. The results of individual effect are very helpful for the electronic packaging designer. In order to improve the cooling performance, it is certain that the enlargement of channel space is obviously effective, while this id disadvantageous in high density electronic packaging. Each of the paameters is quantitatively examined as cooling performance and the correlation of Reynolds number to Nusselt number is compared with previous study.
The purpose of the present study is to investigate the flow resistance and the heat transfer characteristics of oval fin-tube heat exchanger. Six kinds of oval fin having the same fin area and different diameter ratio tested numerically. Test data for the heat transfer, pressure drop and fin temperature were shown and discussed. The pressure drop and heat transfer increased for increasing the oval fin diameter ratio(diameter of span-wise direction to diameter of longitudinal diameter) up to 50% and 45% respectively.
The purpose of the present study is to investigate the flow resistance and the heat transfer characteristics of oval fin-tube heat exchanger. Six kinds of oval fin having the same fin area and the different diameter ratio tested numerically. Test data for the heat transfer, pressure drop and fin temperature were shown and discussed. The pressure drop and heat transfer increased for increasing the oval fin diameter ratio(diameter of span-wise direction to diameter of longitudinal diameter) up to 50% and 45% respectively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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