• 제목/요약/키워드: Forced convection heat transfer

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강제대류 및 핵비등영역에 있어서 마이크로 휜 형상이 분무냉각 열전달에 미치는 영향 (Effects of Micro-fin Structure on Spray Cooling Heat Transfer in Forced Convection and Nucleate Boiling Region)

  • 김영찬
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권11호
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    • pp.983-990
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    • 2010
  • 본 연구에서는 냉각면의 표면온도가 비교적 낮은 강제대류 및 핵비등영역에서 다양한 종류의 마이크로 휜이 가공된 냉각면의 분무냉각 열전달에 대해 실험적으로 연구하였다. 실험결과로부터 냉각면 표면에 가공된 마이크로 휜은 분무냉각 열전달을 촉진시키며, 냉각휜의 크기와 종류에 상관없이 분무유량이 증가할수록 분무냉각 열전달도 큰 폭으로 증가하고 있음을 알 수 있었다. 또한 희박한 분무영역에서는 냉각면에 가공된 휜의 크기와 형상이 분무냉각 열전달에 큰 영향을 미치고 있으나, 분무유량이 증가할수록 이러한 경향은 점차 약해져 본 실험에서 가장 높은 분무유량조건에서는 편평한 냉각면을 제외한 모든 냉각면의 열유속이 거의 동일하게 나타나고 있음을 알 수 있었다.

균일한 열유속에서의 수직동관내의 강제대류 열전달에 관한 연구 (A study on the forced convection heat transfer in the vertical copper tube at uniform wall heat flux)

  • 백고길;차지영;서정윤
    • 대한설비공학회지:설비저널
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    • 제8권4호
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    • pp.213-220
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    • 1979
  • A number of methods has been developed for calculation of heat transfer in the vertical round tube under conditions of forced convection with uniform heat flux at wall. I would like to express hereby one of applications of this study in the design of heat exchanger instruments for water flow at $15.8^{\circ}C(p_r=8)$ used frequently in our daily life. Also all the results are investigated for forced convective heat transfer in the case of heated water-flow at uniform wall heat flux in the vortical round copper tube, where the ratio of length to diameter will be 44. They are well in agreement with Gratz and Kraussold equation respectively in laminar and transition flow range. In turbulent flow in the range from Re=10,000 to 65,000, the experimental formula Is show as follows ; Nu=0.023 $R_e^{0.814}\;P_r^{0.4}$. And this is agreed with Dittus - Boelter equation when Reynolds number exponent increases from 0.80 to 0.814.

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An Immersed-Boundary Finite-Volume Method for Simulation of Heat Transfer in Complex Geometries

  • Kim, Jungwoo;Park, Haecheon
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제18권6호
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    • pp.1026-1035
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    • 2004
  • An immersed boundary method for solving the Navier-Stokes and thermal energy equations is developed to compute the heat transfer over or inside the complex geometries in the Cartesian or cylindrical coordinates by introducing the momentum forcing, mass source/sink, and heat source/sink. The present method is based on the finite volume approach on a staggered mesh together with a fractional step method. The method of applying the momentum forcing and mass source/sink to satisfy the no-slip condition on the body surface is explained in detail in Kim, Kim and Choi (2001, Journal of Computational Physics). In this paper, the heat source/sink is introduced on the body surface or inside the body to satisfy the iso-thermal or iso-heat-flux condition on the immersed boundary. The present method is applied to three different problems : forced convection around a circular cylinder, mixed convection around a pair of circular cylinders, and forced convection around a main cylinder with a secondary small cylinder. The results show good agreements with those obtained by previous experiments and numerical simulations, verifying the accuracy of the present method.

나노유체에 잠긴 가는 열선 주위의 자연대류 열전달 (Natural Convection Heat Transfer from a Heated Fine Wire in Nanofluids)

  • 이신표
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제31권9호
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    • pp.807-813
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    • 2007
  • Recent research on nanofluids under forced convection experiment shows that there is little relationship between convective heat transfer and thermal conductivity increase of nanofluids. This kind of new findings are totally different from the traditional theory of nanofluids, which says that the higher thermal conductivity is a prerequisite for convective heat transfer enhancement. To elucidate this controversial issue in a very comprehensible manner, simple natural convection experiment has been carried out for the water- and oil-based nanofluids. ($water-Al_2O_3$, transformer $oil-Al_2O_3$) Present research shows that there exists strong dependence between natural convection performance and thermal conductivity increase of nanofluids.

사다리꼴 핀에 대한 해석적 방법과 실험의 비교 (Comparison Between Analytic Method and Experimentation on the Trapezoidal Fin)

  • 조철현;한영민;강형석
    • 산업기술연구
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    • 제25권A호
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    • pp.75-80
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    • 2005
  • A trapezoidal fin is analyzed by using one-dimensional analytic method. For two boundary conditions, the heat transfer rate is given instead of specified temperature at the fin base and heat conduction into the fin tip is equal to heat convection from the tip. Temperatures at three different points within the trapezoidal fin are measured by using experimental apparatus. A comparison of the temperature between one-dimensional analytic method and experimentation is made as a function of dimensionless fin length under both free convection and forced convection conditions. The ratio of heat loss from the fin tip surface to that through the fin base is presented as a function of dimensionless fin length and Biot number. One of results shows that the relative error increases as the air velocity increases for forced convection conditions.

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원관내 부채꼴 휜 주위에서의 열전달 최적화 (Heat Transfer Optimization in a Tube with Circular-Sectored Fins)

  • 유재욱;김성진;현재민
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.57-64
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    • 2000
  • The present work investigates the heat transfer characteristics for laminar fully developed forced convection in an internally finned tube with axially uniform heat flux and peripherally uniform temperature through analytical models of convection in a porous medium. Using the Brinkman-extended Darcy flow model and the two equation model fur heat transfer, analytical solutions fur fluid flow and heat transfer are obtained and compared with the exact solution for fluid flow and the numerical solutions for conjugate heat transfer to validate the porous medium approach. Using the analytical solutions, parameters of engineering importance are identified and their effects on fluid flow and heat transfer are studied. Also, the expression fur total thermal resistance is derived from the analytical solutions and minimized in order to optimize the thermal performance of the internally finned tubes.

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격판을 가진 수평환상공간에서의 자연대류 열전달 (Natural Convection Heat Transfer from a Horizontal Annulus with Spacers)

  • 이범철;정한식;권순석
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.153-160
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    • 1989
  • 본 연구는 수평전도관과 수평원통 사이의 환상공간에 수직격판이 부착된 경우와 수평직판이 부착된 경우에 Rayleigh수와 무차원 관열전도율을 변수로하여 수직해석과 Mach-Mehnder 간섭계를 이용한 실험으로 자연대류 열전달특성을 연구 하였다.

2상 마이크로 채널 히트 싱크에서의 유동 비등 열전달에 관한 연구 (Study on flow boiling heat transfer in two-phase micro-channels heat sink)

  • 최용석;임태우
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권7호
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    • pp.702-708
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    • 2015
  • 본 연구에서는 FC-72를 작동 유체로 사용하여 이상 유동 비등에 관한 실험을 수행하였다. 마이크로 채널은 깊이 0.2mm, 폭 0.45mm, 길이 60mm 그리고 채널의 개수는 15개로 구성되었다. 실험은 질량유속과 열유속 각각 $200-400kg/m^2s$, $5.6-49.0kW/m^2$ 범위와 증기 건도 0.02-0.93 범위에서 수행되었다. 실험 결과에 따르면 낮은 건도(x<0.2)영역에서는 핵비등에 의한 열전달이 지배적으로 작용하며, 그 이상의 증기 건도 영역에서는 핵비등과 강제 대류 비등의 영향이 복합적으로 작용하는 것으로 나타났다. 핵비등과 강제 대류 비등은 각각 비등수와 대류수에 관한 함수로 표현할 수 있으며, 실험에서 얻어진 열전달 계수는 기존의 상관식에 의한 열전달 계수와 비교하였다.

CPU 냉각을 위한 적층형 히트싱크의 방열 특성 연구 (A Study on the Heat Dissipation Characteristics of Layered Heat Sink for CPU Cooling)

  • 이규칠;김종하;윤재호;박상일;최윤호;권오경
    • 대한설비공학회:학술대회논문집
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    • 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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    • pp.182-187
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    • 2006
  • This research presented the heat resistance characteristics of heat sink which is newly designed through the experiment. For the same volume and base plate of heat sinks, the experiment of heat transfer characteristics was conducted for forced convection of layered type heat sink. The heat transfer and pressure drop characteristics of the layered type heat sink were compared for the various kinds of fin pitches, fin heights and heights of heat sink. The results show that thermal resistance is decreased as the height of heat sink increases and the fin height and fin pitch decrease, From the experimental data of layered type heat sink, the correlation equation of Nusselt number was obtained as follows ; $$Nu=0.845{\cdot}Re^{0.393}{\cdot}(\frac{f_h}{D_h})^{0.160}{\cdot}(\frac{f_p}{D_h})^{0.372}{\cdot}(\frac{H_{hs}}{D_h})^{-0.942}$$

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강제대류시 계절에 따른 KURT 내 열전달계수 결정에 관한 연구 (A Study on the Determination of the Seasonal Heat Transfer Coefficient in KURT Under Forced Convection)

  • 윤찬훈;권상기;황인필;김진
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.189-199
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    • 2010
  • 고준위 방사성 폐기물 처분장의 경우 폐기물의 방사성 붕괴에 의해 열이 발생되며, 암반을 통한 열전달에 의해 처분장 주변 환경이 변화됨으로써 처분장의 안전성에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 지하 처분장 대기의 열전달계수를 결정하는 것은 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 Korea Atomic Energy Research Institute Underground Research Tunnel (KURT)에서 내부 환경 인자들의 측정을 통해 강제대류시 열전달계수를 산정하였다. 실험을 위해 KURT 내 히터구간의 막장 벽면에는 길이 2 m, 용량 5 kw의 히터를 삽입하여 암반 내부를 $90^{\circ}C$로 가열하였고, 외부와 연결된 급기용 팬에 의해 신선한 공기를 공급하였다. 연구결과, 외부공기 공급 후 히터구간 대기의 기류속도는 평균 0.81 m/s로 측정되었고 레이놀즈수는 약 310,000~340,000의 값을 나타냈다. 그리고 강제대류조건에서 히터구간 내 계절별 열전달계수는 각각 여름철 $7.68\;W/m^2{\cdot}K$와 겨울철 $7.24\;W/m^2{\cdot}K$의 수치를 나타냈다.