• 제목/요약/키워드: 표면냉각

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가스터빈에서 변형홀을 사용한 막냉각 특성 해석 (Characteristics of the Shaped Hole Film Cooling in Gas Turbine)

  • 이동호;김병기;조형희
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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    • pp.7-7
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    • 1998
  • 가스터빈 엔진의 효율 및 성능은 터빈입구온도에 크게 좌우되므로, 높은 열효율을 얻기 위하여 최근 가스터빈 엔진은 높은 입구온도(대략 1400-150$0^{\circ}C$)에서 작동되도록 설계되고 있다. 이는 요소재질의 열한계점을 훨씬 상회하며, 이와 같은 입구온도의 고온화 경향은 터빈요소에 대한 열부하를 증가시키고 있다. 따라서 극한의 작동조건하에서의 허용수명 및 안정성의 유지를 위해서 내부대류냉각, 충돌세트냉각과 더불어 막냉각기법이 많이 응용되고 있다. 막냉각기법은 연소기 벽면 혹은 터빈블레이드 표면의 작은 구멍들을 통해서 압축기의 공기를 분사하여 표면에 고온의 유체와 일종의 단열벽을 형성하여 표면을 보호하는 냉각방법이다. 지금까지는 주로 단면적이 일정한 막냉각홀에 대한 연구가 주가 되어왔으나, 이러한 막냉각홀을 이용하는 경우 많은 문제점이 발생한다.

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연소실 냉각을 위한 충돌제트/유출냉각기법에서의 열전달특성

  • 이동호;조형희
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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    • pp.7-7
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    • 1999
  • 충돌/유출냉각은 연소실 벽면 등과 같이 열부하가 많이 걸리는 영역에서 고온의 연소가스로부터 표면을 보호하는 막냉각과 더불어 내부에 다공성 판을 설치하여 충돌제트에 의해 내부표면을 냉각시켜 가스터빈엔진의 고온요소의 냉각성능을 극대화시키는 방법 중의 하나이다. 이와 같은 냉각방법을 적용하면 벽면을 충돌제트에 의한 냉각과 함께 냉각유채를 막냉각에 활용함으로써 냉각효율을 극대화할 수 있다. 본 연구에서는 국소적인 값들을 획득하기 용이한 물질전달실험방법의 하나인 나프탈렌 승화법을 이용하여 수직으로 분사되는 충돌제트에 의한 유출판 내면에서의 열/물질전달특성을 분사판(injection plate)과 유출판(effusion plate) 사이의 높이, 분사제트의 속도, 분사홀간의 배열을 변화시켜가며 유출판만이 있는 경우와 비교, 분석하였다. 분사홀과 유출홀의 관 사이의 간격은 0.33d에서 10d까지 변화시켜가며 그 효과를 관찰하였으며, 홀배열 효과를 보기 위하여 2가지 홀배열(staggered array, shifted array)에 대하여 실험하였다. 또한 분사제트의 속도효과를 고찰하기 위하여 분사제트의 Rc$_{d}$=5,000-12,000까지 변화시켜가며 실험을 수행하였다.

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표면거칠기 효과에 따른 스프레이 냉각의 열전달 향상 연구 (Heat Transfer Enhancement of Water Spray Cooling by the Surface Roughness Effect)

  • 이정호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권2호
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    • pp.203-212
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    • 2010
  • 수분류 스프레이 냉각은 많은 산업적인 응용분야에 넓게 사용되고 있다. 본 연구는 수분류 스프레이가 표면거칠기가 주어진 $900^{\circ}C$ 고온강판의 표면에 충돌하는 경우, 열유속 및 열전달계수의 정량적인 측정을 통해 표면거칠기가 수분류 스프레이 냉각에 미치는 영향을 고찰하였다. 이 때의 국소 열유속은 시편, 카트리지히터, 열전대의 조합으로 고안된 고유의 열유속게이지를 제작하여 엄밀하게 측정되었다. 평균 표면거칠기 높이를 기준으로 40, 60, $80{\mu}M$의 3 가지 표면과 매끈한 표면에 대한 수분류 스프레이 냉각 의 열전달 현상이 비교 및 평가되었다. 표면거칠기가 주어진 표면에서의 돌출물은 얇은 열 경계층두께를 통과할 수 있기 때문에 표면거칠기가 주어진 경우에 열전달은 뚜렷하게 증가하였고, 표면거칠기의 의한 열전달 향상 기구는 서로 다른 비등영역에 대해 구분하여 조사되었다.

초음속 주유동 환경에서의 막냉각 특성 시험 연구 (An Experimental Study of Film Cooling Characteristics at Supersonic Free Stream Conditions)

  • 김만식;이동민
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.342-348
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    • 2017
  • 본 연구에서는 초음속 주유동 환경에서의 막냉각 특성에 대해 적외선 열상법을 적용한 시험을 수행하였다. 막냉각 시험은 수축형 막냉각 노즐을 갖는 쐐기형 막냉각 시편을 이용해 마하수 3.0, 단위 길이 당 레이놀즈수 $42.53{\times}10^6$$69.35{\times}10^6$ 인 조건을 구현한 자유-제트 시험 설비에서 수행하였다. 모사 탐색창에 해당하는 PEEK의 표면 온도를 계측하여 막냉각 효율을 산출하였고 받음각 및 분사율이 막냉각 효율에 미치는 영향을 분석하였다. 막냉각을 적용하지 않는 경우와 비교할 때, 막냉각을 적용할 경우 측정된 PEEK의 표면 온도가 크게 감소하였다. 막냉각의 유용성은 시간에 따른 PEEK의 표면 온도로부터 산출한 열유속 특성으로도 확인할 수 있다. 분사율이 증가할수록 보호되는 PEEK의 영역이 주유동과 막냉각 유동의 흐름 방향으로 확장되었다.

고발열 통신용 전자부품 냉각을 위한 고성능 수냉식 냉각판 개발에 관한 연구 (A Study on Development of Liquid Cooled Plate for Cooling of a Communication Electronic Device with High Heat Generation)

  • 장걸;박철민;김은필
    • 동력기계공학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.26-31
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    • 2007
  • 통신용 전자기기에서 대부분의 열은 증폭기에서 발생한다. 일반적으로 증폭기를 냉각하기 위하여 공랭식을 사용하여 발생하는 많은 열을 냉각하였다. 그러나 전통적인 방법은 고성능 콤팩트화 되어가는 추세에서 발열되는 열을 충분히 냉각하기는 부족하다. 본 논문은 고발열 전자부품 냉각을 위해서 수냉식 방법을 사용하였다. 열전달 효율을 높이기 위하여 냉각판에 직접 냉각수를 흐르게하여 접촉저항을 줄였다. 그리고 냉각판의 유로에 대한 배열과 유량의 비의 효과를 조사하였다. 연구를 수행한 결과, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 냉각수 순환량이 $3{\iota}/min$인 경우, 유로 직경이 8 mm일 때의 냉각 성능이 10 mm일 때보다 우수한 것으로 나타났다. 냉각수 순환량이 $3{\iota}/min$인 경우, 유로 직경이 8 mm일 때의 발열 소자 표면 온도 분포가 더욱 안정적으로 나타났으며, 상하부에 설치된 발열 소자 표면 온도가 더 낮게 나타났다. 동일한 유로 직경의 냉각판에서, 열유속 증가에 따른 냉각수의 전열 성능 증가로 인해 전체 발열량의 증가율보다 발열 소자의 온도 증가율이 낮게 나타났다.

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농산물의 진공예냉 특성에 관한 연구 (Study on Characteristics of Vacuum Cooling for Agriculture Products)

  • 이원옥;윤홍선;정훈;이현동;조광환;이경환
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2002년도 하계 학술대회 논문집
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    • pp.202-208
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    • 2002
  • 진공냉각장치의 효율적인 설계를 위하여 파일럿 규모의 진공냉각장치에서 진공압력에 따른 작물별 냉각특성과 운전조작에 따른 냉각특성을 구명하는 요인실험을 실시한 결과 가. 배추와 같이 조밀하게 결구되어 있는 작물은 프레시 포인트로부터 습구온도와 품온에 따라 진공압을 조절함으로서 표면과 심부의 온도편차를 줄일 수 있고 버섯, 상추와 같이 개체가 작은 작물은 진공압력에 따른 온도편차가 거의 나타나지 않았다. 나. 포장방법에 따른 냉각 특성에서는 무개공 및 개공율 5% 골판지상자, PE 상자, 6mm 통기공이 있는 필름 포장에서의 냉각속도는 유사한 경향을 나타냈으나 0.8mm의 통기공을 가지고있는 필름 포장에서는 냉각속도가 현저히 낮게 나타나 필름 포장을 했을 경우 최소 개공율의 구명이 필요한 것으로 나타났다. 다. 예냉전 농산물 표면에 가수를 했을 경우 배추와 같은 결구성 농산물은 감모율 저하에는 효과적이었으나 무가수에 비해 냉각균일도와 냉각속도가 낮게 나타났으며 버섯에서는 감모율 저하 및 냉각속도 향상에 효과가 있는 것으로 나타났다.

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냉각 파일런 분사를 이용한 스크램제트 연소기 내 혼합증대 (Mixing Augmentation with Cooled Pylon Injection in Scramjet Combustor)

  • 이상현
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.20-28
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    • 2010
  • 스크램제트 연소기 내 파일런 분사기의 연료-공기 혼합특성을 살펴보았으며, 공력가열로부터 파일런을 보호하기 위한 막냉각의 효과를 조사하였다. 수치연구를 위하여 3차원 Navier-Stokes 방정식과 $k-{\omega}$ SST 난류 모델을 이용하였다. 연료인 수소와 공기를 냉각 유체로 고려하였다. 파일런 분사기를 이용하는 경우 침투거리가 증대되고, 혼합률도 주목할 만큼 증대되었으나, 공력가열에 의한 파일런의 전방 표면 과열을 확인하였다. 파일런 전방에 파일런 표면에 평행한 냉각 제트를 분사하는 막냉각을 이용하면 파일런 표면의 과열을 막을 수 있음을 확인하였다.

증발 냉각방식을 이용한 딸기 수경재배의 배지 온도조절 기술 개발 (Development of Temperature Control Technology of Root Zone using Evaporative Cooling Methods in the Strawberry Hydroponics)

  • 김기동;하유신;이기명;박대흠;권순구;박종민;정성원
    • 생물환경조절학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.183-188
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    • 2010
  • 본 연구는 딸기의 수경재배에서 증발냉각방식을 이용하여 배지의 지하부 온도를 관리할 수 있는 냉각시스템을 개발하고 고온기 온실내 기온에 따른 배지내 온도분포 특성을 분석하고자 다공질 필름 덕트법, 배지 상면 기습부직포 멀칭법, 투수부직포 재배조 표면 증발법의 3가지 냉각시스템에 대하여 배지냉각특성을 시험하였다. 그 결과 투수부직포 재배조 표면 증발법의 경우 온실내 기온 $35^{\circ}C$인 배지표면의 온도와 상대습도 50%일 때 재배조 표변의 부직포의 온도는 $27^{\circ}C$로 니타났으며, 뿌리가 많이 분포되어 있는 배지내 온도는 $28{\sim}30^{\circ}C$ 정도로 나타나 외기온에 비하여 $5{\sim}7^{\circ}C$ 정도로 기장 크게 강하되었다. 따라서, 투수부직포 재배조 표면 증발법이 가장 효율적인 배지냉각 방법이라고 판단된다.

농산물 진공예냉장치 개발 (Development of Vacuum Cooling for Agriculture Products)

  • 이원옥;윤홍선;정훈;이현동;조광환;이경환
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2002년도 하계 학술대회 논문집
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    • pp.195-201
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    • 2002
  • 입고ㆍ예냉ㆍ출고까지 전 공정을 자동화하고 진공압력을 작물의 품온에 따라 능동적으로 제어할 수 있고 진공챔버내에 콜드트랩을 설치하여 냉각효율을 향상시킨 진공예냉장치를 개발하여 고랭지 배추와 느타리버섯, 상추를 대상으로 예냉성능을 평가하고 예냉이 이들 작물에 미치는 영향을 분석하였다. 가. 새로 개발된 진공식 예냉장치는 공급컨베이어, 좌우 자동 슬라이딩 문, 이송컨베이어, 진공챔버, 진공펌프 콜드트랩, 냉동기로 구성되어 있다. 팔레트를 공급컨베이어에 올려놓고 작동을 시작하면, 입구문이 열리고 팔레트가 진공챔버내로 이송되면, 진공펌프에 의해 진공챔버내의 압력을 떨어뜨리고, 콜드트랩과 냉동기가 작동되어 예냉이 시작된다. 예냉이 완료되면 출구문이 열리고 이송컨베이어가 역회전하여 밖으로 배출되도록 되어있다. 나. 제작된 예냉장치의 예냉성능을 평가하기 위하여 느타리버섯, 고랭지 배추, 상추를 대상으로 냉각속도, 냉각균일도, 예냉후 저장중 품질변화시험을 실시하였다. 다. 시험결과 냉각소요시간은 느타리버섯의 경우 초기품온 15.2$^{\circ}C$에서 $1.5^{\circ}C$까지 냉각시키는데 24분, 고랭지배추는 13.5$^{\circ}C$에서 3.7$^{\circ}C$까지 냉각시키는데 18분, 상추는 13.4$^{\circ}C$에서 2.$0^{\circ}C$까지 냉각시키는데 24분 소요되었다. 평균냉각속도는 느타리버섯이 34.3$^{\circ}C$/h, 고랭지배추 32.6$^{\circ}C$/h, 상추 28.5$^{\circ}C$/h로 나타났다. 라. 또한 각층간의 냉각균일도를 알아보기 위하여 포장상자내에서 표면 품온과 내부품온변화를 조사한 결과 차이가 거의 없어 균일한 냉각이 가능하였다.생기 양단의 온도차는 높게 나타났고, 재생기 양단의 압력 차는 낮게 나타났다. 재생기 축열재로서 철망-철선을 사용할 경우 철선-철망 ø1.2-150이 전열 표면적은 작으나 재생기 양단의 온도차가 가장 큰 것으로 나타났으며 재생기 양단의 압력 차는 가장 낮게 나타나 공시 철망- 철선 혼합 축열재중 가장 우수함을 알 수 있다. 4. 철망사이에 철선을 삽입한 축열재의 경우, 철망사이에 삽입한 철선의 직경이 큰 것이 철선의 직경이 작은 것보다 재생기의 양단의 온도차가 높게 나타났고 재생기 양단의 압력차는 작게 나타났다. 그러므로 철망사이에 철선을 삽입한 것 중 성능이 우수한 것은 150-ø2. 0-150으로 나타났다. 5. 실험한 재생기 축열재들 중에서 성능이 우수한 것들을 비교한 결과, 복합 철선 ø1.2-1 50이 가장 성능이 좋은 것으로 나타났다.적외선.열풍 복합건조방법이 높게 나타나 이것은 곡물 표면에 원적외선 방사에의한 복사열이 전달되어 열장해를 받았기 때문으로 판단되며, 금후 더 연구하여 적정 열풍온도 및 방사체 크기를 구명해야 할 것이다.으로 보여진다 따라서 옻나무 유래 F는 포유동물의 생식기능에 중요하게 작용하는 것으로 사료된다.된다.정량 분석한 결과이다. 시편의 조성은 33.6 at% U, 66.4 at% O의 결과를 얻었다. 산화물 핵연료의 표면 관찰 및 정량 분석 시험시 시편 표면을 전도성 물질로 증착시키지 않고, Silver Paint 에 시편을 접착하는 방법으로도 만족한 시험 결과를 얻을 수 있었다.째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의 발달과 밀접한 관계가 있음을 시사한다.se that were all low in two aspects, named "the Nonsignificant group". And th

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통전가열과 접촉냉각이 가능한 교환시료 고정장치의 고안 (A Design of Transferable Sample Holder for Resistive Heating and Conductive Cooling)

  • 서재명;김기정;임삼호;구세정;박찬;김영기
    • 한국진공학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.288-293
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    • 1993
  • 통전가열, 접촉냉각, 전기적 bias 및 시료 교환을 자유로이 할 수 있는 다기능의 새롭고 간단한 시료 고정장치를 저온 및 초고진공 상태에서 기체와 여러 방향의 시료표면 사이의 상호작용을 연구하기 위하여 고안하였다. 이 장치로써 2분 이내에 기판의 온도를 1600K에서 20K로 2분 이내에 냉각시킬 수 있었다. 그러므로 청결한 표면위에 수소나 He이나 Ne을 제외하고는 대부분의 기체를 흡착시킬 수 있게 되었다. 이러한 장치는 표면에서의 상변화, 기체와 표면의 화학반응의 연구에 중요하게 활용될 수 있다.

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