• 제목/요약/키워드: 벽면 열유속

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수직 벽면에서 과냉 핵비등 시 열유속 분배에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Heat Flux Partitioning in Subcooled Nucleate Boiling on Vertical Wall)

  • 송준규;박준석;정샛별;김형대
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권6호
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    • pp.465-474
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    • 2014
  • 본 연구에서는 비등 열유속 분배 모델의 예측 정확성을 검증하기 위하여 수직평판 자연대류 과냉 비등에서 기화, 급랭, 및 단상대류 열전달 기구에 대한 열유속 분배 특성을 실험적으로 조사하였다. 비등 열유속의 분배를 위해 적외선 열화상 기법과 전반사 가시화 기법을 동기화하여 비등 표면의 열유속 분포와 액상-기상 분포를 동시에 측정하여 분석하는 실험을 수행하였다. 실험은 대기압 조건에서 과냉도 $10^{\circ}C$를 가지는 물을 이용하여 수행하였으며, 벽면과열도 $12^{\circ}C$ 및 평균 열유속 $283kW/m^2$ 조건에 대한 실험 결과를 분석에 활용하였다. 실험을 통해 획득된 열유속 분배 결과는 상관식을 이용한 예측 결과와 큰 차이를 보였으며, 기포이탈직경과 기포이탈 시 주변의 과열액체층이 함께 뜯겨져 나가는 효과를 고려한 기포영향인자가 차이를 만드는 주요 원인들로 파악되었다.

프로필렌 수직벽 화재의 수치적 연구 (Numerical Study on Propylene Vertical Wall Fires)

  • 박외철
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제23권5호
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    • pp.133-137
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    • 2009
  • 화재 시뮬레이션용 전산유체역학 모델인 Fire Dynamics Simulator(FDS)을 이용한 수직벽 화재 시뮬레이션의 정확성을 확인하기 위해 FDS를 프로필렌 수직벽 화재에 적용하였다. 단위면적당 연소율 $7.0{\sim}29.29g/m^2-s$의 범위에서 버너중심에서의 경계층 내 온도분포를 실험결과와 비교하였다. 또 수직벽면 위 수직중심선을 따라 계산한 열유속(heat flux) 분포도 실험과 비교하였다. 경계층 내 온도분포는 비교적 잘 예측됨을 확인하였다. 그러나 벽면근처의 최고온도는 측정치보다 낮았고, 수직벽면의 열유속은 지나치게 높게 나타났다. 이에 따라 수직벽 화재의 시뮬레이션에 있어서 FDS를 개선할 필요가 있음을 확인하였다.

핵연료 봉다발에서의 국소열전달 특성 해석

  • 이중섭;정장환;오광석;김선철;유성연
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(2)
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    • pp.391-396
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    • 1996
  • 내부부수로, 벽면부수로, 모서리부수로를 포함하는 가압경수로형 원자로의 핵연료집합체를 모의하는 3$\times$3 봉다발을 모델로 수치해석을 통해 봉다발 주변의 유동특성을 알아보고 각 봉에서의 원주방향 위치에 따른 국소열전달 특성에 관해 고찰하였다. 봉다발에서 열전달계수의 분포는 벽면영향으로 인한 각 부수로에서의 유속분포와 밀접한 관계가 있으며 내부부수로에 인접한 봉에서 가장 높았고, 그 다음이 벽면부수로, 모서리부수로에 인접한 봉에서는 가장 작게 나타났다. 현재 핵연료의 열수력 설계시에 적용하고 있는 부수고 내의 모든 열수력학적 변수가 일정하다고 가정하는 부수로 해석방법은 봉다발내의 실제 열전달 현상과는 상당한 차이가 있음을 보여주었다.

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돌출높이와 초기온도 변화에 따른 연소실 벽면에서의 열유속에 관한 연구 (A Study of Heat Flux According to the Initial Temperature of Combustion Chamber and Blight of Probe in a Constant Volume Combustion Chamber)

  • 이치우
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제28권7호
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    • pp.1055-1062
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    • 2004
  • As for the Production of internal combustion engines there has been further movement toward development of high Performance engines with improved fuel efficiency as well as a lightweight and a small size. These tendencies help to solve the problems in engines for example, such as thermal load. abnormal combustion and so on. In order to investigate these Problems, a thin film-type probe for measuring instantaneous temperature has been suggested. A method for manufacturing such a probe was established in this study The instantaneous surface temperature of a constant volume combustion chamber was measured by using this probe and the heat flux was obtained through Fourier analysis In order to thoroughly understand the characteristics of combustion. authors measured wall temperature of combustion chamber and calculated heat flux through a cylinder wall while varying the protrusion height of probe. For these Purposes, the instantaneous surface temperature probe was developed. thereby making possible the analysis of instantaneous temperature of wall surface and the detection of unsteady heat flux in the constant volume combustion chamber.

초임계 이산화탄소의 수직 상향 유동에서의 관내 열전달에 관한 실험적 연구 (Experimental Investigation of Heat Transfer During Vertical Upward Flow of Supercritical CO2 in Circular Tube)

  • 김동억
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권7호
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    • pp.607-618
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    • 2014
  • 초임계 $CO_2$의 수직상향유동에서의 난류열전달에 관한 실험적연구가 내경 4.5 mm의 원형관에서 수행되었다. 실험범위는 유체평균온도 $29-115^{\circ}C$, 압력 74.6 - 102.6 bar, 국부 벽면 열유속 $38-234kW/m^2$ 그리고 질량유속 $208-874kg/m^2s$였다. 중간정도의 벽면 열유속 및 낮은 질량유속에서 벽면온도는 확연한 최대점을 나타냈다. 열전달에 대한 부력 및 유동가속의 영향을 살펴보기 위하여 실험 및 참조상관식(Kranoshchekov and Protopopov)에서 획득된 Nusselt 수의 비를 부력 및 유동가속을 나타내는 변수인 $Bo^*$$q^+$를 이용하여 분석하였다. 이 분석을 통해 유동가속 변수인 $q^+$는 실험에서의 열전달 현상을 적절히 표현할 수 있는 변수라는 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로 초임계 유체의 수직상향 유동에서의 새로운 열전달 상관식이 개발되었으며, 이 상관식은 ${\pm}30%$의 오차범위에서 실험데이터를 잘 예측하였다.

일정 열유속을 받는 곡관내에서의 맥동 열유동에 관한 수치적 연구 (Numerical Study on Pulsatile Flow and Heat Transfer in a Curved Tube with Constant Heat Flux)

  • 백영렬;이재헌;오명도
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.1031-1038
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    • 1994
  • Characteristics of pulsatile flow and heat transfer have been studied numerically in the constant heat flux curved tube with periodic pressure gradient. As the Womersley number increases, the phase difference between the pressure gradient and the cross section averaged axial velocity becomes larger. In case of the Womersley number $\beta = 2$, when cross section averaged axial velocity reaches periodic state with time, the reverse and the natural flow coexist at phase angle, $\lambda = 1.44\pi$ and $\lambda =1.96\pi$. For all the Womersley numbers of present investigation, the time variation of wall temperature near inner wall is higher than that of near outer wall, independent of phase angle.

$45^{\circ}$ 경사진 거칠기가 설치된 채널에서 유체유동과 열전달에 대한 수치모사 (Numerical Simulation for Heat Transfer and Fluid Flow in the Channel with $45^{\circ}$ Incinlined Rib)

  • 오세경;강호근;김명호;배성택;안수환
    • 동력기계공학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.25-33
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    • 2006
  • 거칠기가 한 벽면과 두 벽면에 설치된 사각채널에서 비압축성 유체유동과 열전달을 조사하기위해 3차원 수치모사를 행하였다. CFX (version 5) software package 를 사용하여 계산하였다. 거친 벽은 $45^{\circ}$경사진 거칠기가 설치되어 있다. 채널의 4 벽면은 일정한 열 유속으로 가열하였다. 수치계산 결과는 실험값과 잘 일치 하였다. 연구의 조건은 거칠기 피치와 높이의 비가 8이고, 거칠기 높이와 채널 수력직경의 비가 0.067이며, 레이놀즈수의 범위는 7,600에서 24,900이었다. 연구의 결과는 열전달계수와 마찰계수는 사각채널에서 거친 벽면의 수가 클수록 증가 함을 보였다.

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정적 연소기에서 당량비 변화에 따른 순간열유속에 관한 연구 (A Study of Heat Flux and Instantaneous Temperature According to the Equivalence Ratio in a Constant Volume Combustion Chamber)

  • 이치우
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제27권5호
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    • pp.624-632
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    • 2003
  • In the gasoline engine industry. there has been a trend towards the development of high performance engines with improved fuel efficiency, reduced weight and smaller sizes. These trends help to solved engine problems related to thermal load and abnormal combustion. In order to investigate these Problems, a thin film-type probe for instantaneously measuring temperatures has been suggested. A method for manufacturing such a probe was established in this study. The instantaneous surface temperature of a constant volume combustion chamber was measured by this probe and the heat flux was obtained through Fourier analysis. A peak instantaneous temperature was obtained after 55∼60 ms from ignition and the temperature increased according to an equivalence ratio and varied differently according to the position of the probe. Total heat loss during combustion period was affected by the equivalence ratio and differed widely in accordance to the position of the probe.

정적연소기에서 순간온도를 이용한 열유속에 관한 연구 (Study on the Heat Flux Using Instantaneous Temperature in the Constant Volume Combustion Chamber)

  • 이치우;김지훈;하종률;김시범
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.103-111
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    • 2001
  • In the present study, the internal combustion engine tends to high performance, fuel economy, small-sized. Therefore, it is necessary to solve the problems on thermal load, abnormal combustion, etc in the engine. Thin film instantaneous temperature probe was made, and the measuring system was established. The instantaneous surface temperatures in the constant volume combustion chamber were measured with this system and the heat flux was obtained by Fourier analysis. Maximum instantaneous temperatures were obtained after 55∼60ms from ignition and they increased as equivalence ratio and varied differently as the position of probe. Total heat loss during combustion time was affected by the equivalence ratio and differed widely as the position of probe.

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