Mass transfer experiment by naphthalene sublimation method has great advantages in measurement of local transfer coefficients in the region of a three dimensional flow or for a model of complex geometry, which is considered to be very difficult with conventional heat transfer measurements. Mass transfer data obtained by naphthalene sublimation technique are converted to the heat transfer data through heat/mass transfer analogy. This analogy is valid for a simple or laminar flow, but new insight is needed when applying to a turbulent flow or complex flow such as separation, reattachment and recirculation, The purpose of this research is to investigate how geometries and flow conditions incorporate heat/mass transfer analogy. Mass transfer experiments are performed using naphthalene sublimation technique for a flat plate, a circular cylinder, and rectangular cylinders. And mass transfer data are compared with earlier heat transfer measurements for the same geometries. Usefulness of analogy relation between heat and mass transfer is examined with these results.
본 연구에서는 양각과 레이놀즈수를 변화시켜 가면서 사각관 각 면에서의 국 소물질전닭계수를 측정하여, 유동의 정체, 가속, 박리, 재부착, 와류유출등의 복잡한 유동현상이 물질전달에 미치는 영향을 고찰하고자 한다. 한편 Igarashi의 열전달 측 정 결과와 비교하여 열전달과 물질전달의 유사성을 고찰하고, 복잡한 유동이나 3차원 유동영역에서의 열전달해석에 나프탈렌승화법을 이용한 물질전달실험의 응용 가능성을 검토하고자 한다.
The heat (mass) transfer characteristics on the blade surface of a high-turning first-stage turbine rotor for power generation has been investigated by employing the naphthalene sublimation technique. A four-axis profile measurement system is developed successfully for the measurements of local sublimation depth on the curved surface In the leading edge region, there is a good agreement between the present heat (mass) transfer data and the previous result on a turbine blade with a moderate turning angle, but some discrepancies are found in the mid-chord heat (mass) transfer between the two results. The local heat (mass) transfer on the present suction surface is greatly enhanced due to an earlier boundary transition, compared with that on a turbine blade with a moderate turning angle, meanwhile there is only a slight change in the pressure-side heat (mass) transfer between the two different turbine rotors. In general, the heat (mass) transfer augmentation by the endwall vortices is found much higher on the suction surface than on the pressure surface.
Carbon nanofilaments were deposited on silicon oxide substrate by thermal chemical vapor deposition method. We used $Fe(CO)_5$ as the catalyst for the carbon nanofilaments formation. Around $800^{\circ}C$ substrate temperature, the formation density of carbon nanofilaments could be enhanced by the vacuum sublimation technique of $Fe(CO)_5$, compared with the conventional spin coating technique. Finally, we could achieve the low temperature, as low as $350^{\circ}C$, formation of carbon nanofilaments using the sublimated Fe-complex nanograins with thermal chemical vapor deposition. Detailed morphologies and characteristics of the carbon nanofilaments were investigated. Based on these results, the role of the vacuum sublimation technique for the low temperature deposition of carbon nanofilaments was discussed.
Heat (mass) transfer characteristics have been investigated on the endwall of a large-scale linear turbine cascade. Its profile is based on the mid-span of the first-stage rotor blade in a industrial gas turbine. By using the naphthalene sublimation technique, local heat (mass) transfer coefficients are measured for two different free-stream turbulence intensities of 1.3% and 4.7%. The results show that local heat (mass) transfer Stanton number is widely varied on the endwall, and its distribution depends strongly on the three-dimensional vortical flows such as horseshoe vortices, passage vortex, and corner vortices. From this experiment, severe heat loads are found on the endwall near the blade suction side as well as near the leading and trailing edges of the blade. In addition, the effect of the free-stream turbulence on the heat (mass) transfer is also discussed in detail.
본 연구에서는 복사열전달 효과를 알아보기 위해 에너지 방정식을 수치적으로 풀었으며, 그 결과를 열전달계수 및 온도의 항으로 나타내었다. 수치 해석적 모델의 검증을 위해 여러사람들이 물질전달과정 해석을 위해 사용한 나프타린 승화법(naphth- alene sublimation technique)을 이용하여 실험을 수행하였다. 또한 실험에 사용된 다공질체(ceramic blocks)의 침투율도 측정하였다.
다환 방향족 탄화수소(PAH; polycyclic aromatic hydrocarbon)는 발암성, 돌연변이 유발성, 유전독성을 지니기 때문에 인체위해성이 큰 물질로 알려져 있다. 기존 PAH 분해 미생물 탐색 방법중 독성이 강한 유기용매에 PAH를 용해시켜 미생물에 직접 분무하는 분무법, 미생물과 직접 혼합하는 한천중층법은 미생물 생장에 영향을 줄 뿐만 아니라, 특히 많이 쓰이는 분무법의 경우 분무되는 PAH의 양을 조절하기가 어렵고 멸균상태를 유지하기가 힘들다는 단점이 있다. 그래서 본 논문에서는 이와 같은 단점을 보완한 방법으로 승화법(Alley, Jeremy F. and Lewis R. Brown. 2000. Use of sublimation to prepare solid microbial media with water-insoluble substrates. Appl. Environ. Microbiol. 66, 439-442)을 도입하여 적용하였다. 그 결과 상용휘발유 및 태안유류유출지 시료로부터 분리한 350분리균주 중에서 7균주가 단일 PAH 또는 복수의 PAH 분해에 관여했다. 특히 Corynebacterium sp. SK20, Rhodococcus sp. TA24, Streptomyces sp. TA27은 시험한 pyene, phenanthrene, naphthalene에, Gordonia sp. H37는 pyrene, naphthalene에, Arthrobacter sp. S49는, naphthalene, phenanthrene에 활성이 있었다.
It is important to completely understand heat/mass transfer from a flat plate because it is a basic element of heat/mass transfer. In the present study, local heat/mass transfer coefficient is obtained for two flow conditions to investigate the effect of boundary layer using the naphthalene sublimation technique. Obtained local heat/mass transfer coefficient is converted to dimensionless parameters such as Sherwood number, Stanton number and Colburn j-factor. These also are compared with correlations of laminar and turbulent heat/mass transfer from a flat plate. According to experimental results, local Sherwood number and local Stanton number are in much better agreement with the correlation of turbulent region rather than laminar region, which means analogy between heat/mass transfer and momentum transfer is more suitable for turbulent boundary layer. But average Sherwood number and average Colburn j-factor representing analogy between heat/mass transfer and momentum transfer are consistent with the correlation of laminar boundary layer as well as turbulent boundary layer.
The present research was experimentally performed to analyze the effect of delta-wing vortex generators(DWVG) on the heat transfer of fin surface of the plate fin-oval tube. The local heat transfer coefficient of the fin surface for four kinds of DWVG's arrangement was measured by the naphthalene sublimation technique for Reynolds numbers ranging from 2000 to 3200. The results showed that the heat transfer of the plate fin-oval tube can be significantly enhanced by DWVG for relatively low Reynolds numbers.
An experimental investigation on heat transfer characteristics of two-dimensional heated blocks using a confined impinging slot jet has been performed. At p/w=1, the effects of jet Reynolds number($Re=3900{\sim}12000$), dimensionless nozzle to block distance(H/B=1, 2, 4, 6) and nozzle type have been examined with five isothermally heated blocks. With the measurement of jet mean velocity and turbulence intensity distributions at nozzle exit, initially turbulent regimes, are classified. To clarify local heat transfer characteristics, naphthalene sublimation technique were used. The local and average heat transfer of heated blocks increase with the sharp-edged nozzle and increasing jet Reynolds number.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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