• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권12호
• /
• pp.1147-1152
• /
• 2013

본 논문에서는 절연된 열선을 이용한 비정상열선법에서 열선의 절연코팅이 선형구간의 초기시점에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 이론적인 연구를 수행해 보았다. 이를 위해, 절연된 열선의 온도상승에 관한 해석적 해에서 선형구간의 초기시점에 영향을 미치는 중요한 인자들을 파악해 보았으며, 이러한 인자들의 영향이 무시할 만큼 작아지는 임계시간(critical time)에 대한 연구를 수행해 보았다. 이론적인 연구 결과, 열선의 반경 및 코팅의 두께가 작을수록 절연코팅의 영향이 빠르게 감소하였고, 또한 절연물질의 열전도도가 크고 열확산계수가 작을수록 절연코팅의 영향이 빠르게 감소함을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 절연된 열선을 이용한 비정상열선법에서, 선형구간의 초기시점을 결정하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권3호
• /
• pp.279-285
• /
• 2011

본 논문에서는 비정상열선법을 이용한 나노유체의 열전도도 측정시, 자연대류 개시점을 수치적 방법을 통하여 파악해 보았다. 측정 유체는 부피비 1, 4, 10% 를 갖는 물-기반 알루미나 나노유체이고, 이에 대한 물성치는 기존 이론모델 및 실험적 상관관계식을 이용하여 계산하였다. 비정상열선법 장치는 FDM 방식으로 모델링 되었으며, 자연대류의 개시점은 중력장하의 열선의 온도변화를 관찰함으로써 파악하였다. 자연대류의 개시점은 물의 경우 11.5 초이고, 10% 부피비에서 Maxwell 모델로 열전도도를 예측한 알루미나 나노유체인 경우 41.6 초로 계산되었다. 특히 부피비가 증가할수록 자연대류가 늦게 발생함을 확인하였으며, 계산된 결과를 이용하여 비정상열선법의 실린더 내부에서 나노유체의 자연대류 개시점을 예측할 수 있는 관계식을 제시하였다. 또한 비정상열선법으로 열전도도를 측정할 때, 기본유체의 자연대류 발생시점 이전에 측정이 이루어진다면 나노유체의 열전도도 측정시 자연대류에 의한 측정오차는 무시할 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제28권5호
• /
• pp.510-517
• /
• 2004

A fine hot-wire is used both as a heating element and a temperature sensor in transient hot-wire method. The traditional sensor system is unnecessarily big so that it takes large fluid volume to measure the thermal conductivity. To dramatically reduce this fluid volume, a new sensor fabrication and a data processing method are proposed in this article. Contrast to the conventional and most popular two wire sensor, the new sensor system is made up of divided multiple long and short wires. Through validation experiments, it is found that the measured thermal conductivities of the glycerin are exactly same each other between the conventional and proposed new method. Also some technical considerations in arranging the multiple wires are briefly discussed.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
• /
• pp.210-215
• /
• 2003

A fine hot-wire is used both as a heating element and a temperature sensor in transient hot-wire method. The traditional sensor system is unnecessarily big so that it takes large fluid volume to measure the thermal conductivity. To dramatically reduce this fluid volume, a new sensor fabrication and a data processing method are proposed in this article. Contrast to the conventional and most popular two wire sensor, the new sensor system is made up of divided multiple long and short wires. Through validation experiments, it is found that the measured thermal conductivities of the glycerin are exactly same each other between the conventional and proposed new method. Also some technical considerations in arranging the multiple wires are briefly discussed.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권1호
• /
• pp.29-36
• /
• 2015

나노유체 개발 초기단계에서 기본유체 대비 제조한 나노유체의 열전도율이 얼마나 상승했는지 그 값을 정확히 비교하는 것이 중요하다. 지금까지는 기본유체와 나노유체의 열전도율을 비정상열선법으로 별도 측정한 후 수치적으로 나누어 비교하는 단순한 방법을 사용하였다. 이 때 두 유체의 열전도율 측정이 동시에 이루어지지 않고 절대측정방법의 특성상 측정시스템의 관련 수치들이 정확히 사용되지 않으면 개별 열전도율에 나타나는 오차를 피할 수 없다. 본 연구에서는 비교대상인 두 유체를 동시에 사용하여 열전도율 비를 상대적으로 측정하는 새로운 방법을 제시하였다. 기존 비정상열선법 회로를 변형한 측정회로와 데이터 처리과정을 자세히 설명하였고 엔진오일과 글리세린을 이용한 검증실험을 통하여 제시된 방법의 타당성을 검토하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제31권4호
• /
• pp.341-348
• /
• 2007

One of the controversial research issues on nanofluids is the temperature dependence of the thermal conductivity of nanofluids, that is, whether it will increase or decrease according to the temperature rise. To evaluate precisely the thermal conductivity behavior of nanofluids, a systematic way of validation experiments for the measuring instrument has been highly recommended. In this paper, procedure of the validation test for transient hot-wire method using the temperature dependence of the base fluids was explained comprehensively and the comparison of the temperature dependence of water-$Al_2O_3$ nanofluids is made between the present work and that of Das et al.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권2호
• /
• pp.113-120
• /
• 2011

본 논문은 나노유체의 열확산율을 측정하는 센서와 주변회로 그리고 데이터의 처리방법을 제시한 것이다. 기존 비정상열선법을 이용하면 이론상 유체의 열전도율과 열확산율을 동시에 측정할 수 있으나 열전도율과 비교하여 열확산율은 많은 오차가 발생한다. 본 연구에서 제시한 방법은 측정변수가 단순하고 복잡한 센서의 교정과정을 생략할 수 있는 실용적 측면의 장점이 있다. 먼저 열확산율이 잘 알려진 유체들에 대한 검증실험을 실시하였고 나노유체의 열확산율을 측정하여 기본유체와 비교하는 과정을 예시적으로 설명하였다. 본 연구는 기존 열전도율측정에 한정되어 왔던 나노유체 연구의 범위를 열확산율 또는 비열의 개념으로 확장하였다는 관점에서 중요성을 갖는다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제30권1호
• /
• pp.49-56
• /
• 2016

본 논문에서는 동절기 소방배관의 동파방지를 위한 열선의 직선 시공과 감기 시공의 효과를 수치해석을 통하여 분석하였다. 두 시공법들의 효과 분석을 위하여 3차원 에너지방정식과 비정상 비압축성 Navier-Stokes 방적식의 비정상 해를 구하였다. 수치해석에서 물의 자연대류와 소방 배관의 열전도 방정식이 상호작용을 하므로 복합열전달 해석을 상용코드 ANSYS-FLUENT에서 제공하는 압력-속도 연성기법들 중의 하나인 SIMPLE 알고리즘을 이용하여 수행하였다. 수치해석을 통하여 시간에 따른 배관 내의 유동장 및 온도분포와 배관 내 물의 최대 및 최소온도 변화를 고찰하였다. 수치해석 결과 배관 단위 길이 당 투입열량이 동일한 경우에 감기 시공과 직선 시공의 동파방지 효과는 거의 동일함을 확인하였다. 따라서, 열선 손상과 단락 등을 고려하면 직선 시공이 더 나은 시공법이라 판단된다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
• /
• 대한설비공학회 2008년도 동계학술발표대회 논문집
• /
• pp.165-169
• /
• 2008

Binary nanofluids(Binary mixture + nanoparticles) have been extensively paid attention for application in absorption system as a new working fluid. Thermal property evaluation of the new refrigerants is inevitable to apply them for actual system. The objectives of this paper are to measure the thermal conductivity of the binary nanofluids by the transient hot-wire method, and to assess the application possibility of the binary nanofluids for absorption system. It was found that the thermal conductivity of the binary nanofluids ($H_2O/LiBrAl_2O_3$) increased with increasing the concentration of the nanoparticles ($Al_2O_3$) and enhanced up to 27% at 0.1 vol % of the nanoparticles.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제30권9호
• /
• pp.898-904
• /
• 2006

A new method measuring thermal conductivity of fluids is proposed in this research. It is based on the steady state heat transfer from a hot central cylinder to a cold outer cylinder located concentrically. This method guarantees more stable measurement than conventional THM(transient hot-wire method) due to its simplicity of theoretical principle. Measurements was made for the three nanofluid samples with different particle concentration of pure, 2% and 4%. Nanofluids are made by mixing the pure transformer oil with AlN nano particles. Design of the sensor module and experimental procedures are explained and comparison of the measuring data between present method and THM was made in detail.