• 제목/요약/키워드: heat convection

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2차원 축열벽형 태양열시스템의 열성능해석 및 최적화 (Thermal Performance Analysis and Optimization of Two-dimensional Trombe Wall Solar System)

  • 이원근;유성연;정명균
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.1609-1620
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    • 1993
  • 본 연구에서는 자연형 태양열시스템의 열성능에 영향을 미치는 인자를 열유동 전산해석을 통해 규명하고 모델을 설정하여 활용률을 최대로 하는 형상을 제시하고자 한다.

고정된 휜 체적에 기준한 원관 내부반경이 변하는 환형 휜의 최적화 (Optimization of an Annular Fin with a Pipe of Variable Inner Radius for Fixed Fin Volume)

  • 강형석
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권3호
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    • pp.229-235
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    • 2010
  • 원관 내부반경이 변하는 사각형상 환형 훤의 최적 값들이 변수 분리법에 의하여 제시된다. 최적의 열손실이 존재할 수 있는 주위 대류특성계수의 범위가 나열된다. 최적 열손실, 그와 관련된 최적의 훤 유용성, 훤 길이 그리고 훤 높이가 원관 내부반경, 내부유체 대류특성계수, 훤 체적, 그리고 주위 대류특성계수의 함수로 표현된다. 결과 중 하나는 훤 체적과 훤 바닥반경이 고정되었을 때 최적 열손실, 유용성 그리고 훤 길이는 원관 내부반경의 증가에 따라 선형적으로 증가함을 보여준다.

발열체와 격막이 있고 일부가 열린 복합공간내의 자연대류-복사열전달에 관한 수치적 연구 (A numerical study on the combined natural convection and radiation in a partially open complex enclosure with a heater and partitions)

  • 김태국;민동호;한규익;손봉세;서석호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제21권2호
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    • pp.235-251
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    • 1997
  • A numerical simulation on the combined natural convection and radiation is carried out in a partially open rectangular enclosure with a heater by using the finite volume and the S-8 discrete ordinate methods. The fluid inside the enclosure is considered as an absorbing, emitting and anisotropic scattering media. The heater causes a natural circulation of the fluid (10$^{5}$ $^{9}$ ) which results in significant in-flow of the ambient cold fluid through the partially open wall. Comparing the results of pure convection with those of the combined convection- radiation, the combined heat transfer results with small Planck numbers (P$_{l}$ <1.0) show much stronger circulation than those of the pure convection, and the fluid circulation is more evident for larger Rayleigh numbers. When one of three radiative properties - the medium absorption coefficient, the wall reflectivity, and the scattering albedo - increases, the fluid circulation and the heat transfer in the enclosure are reduced. The location of the heater and the open ratio of the right wall are also shown to affect the fluid circulation and heat transfer significantly. However, the anisotropy of the scattering phase function is shown to be unimportant for the fluid circulation and heat transfer within the enclosure considered in this study.

고체 열원이 존재하는 공동 내의 복합열전달 문제의 유한요소해석 (A Finite Element Analysis of Conjugate Heat Transfer Inside a Cavity with a Heat Generating Conducting Body)

  • 안영규;최형권;용호택
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제33권3호
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    • pp.170-177
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    • 2009
  • In the present study, a finite element analysis of conjugate heat transfer problem inside a cavity with a heat-generating conducting body, where constant heat flux is generated, is conducted. A conduction heat transfer problem inside the solid body is automatically coupled with natural convection inside the cavity by using a finite element formulation. A finite element formulation based on SIMPLE type algorithm is adopted for the solution of the incompressible Navier-Stokes equations coupled with energy equation. The proposed algorithm is verified by solving the benchmark problem of conjugate heat transfer inside a cavity having a centered body. Then a conjugate natural heat transfer problem inside a cavity having a heat-generating conducting body with constant heat flux is solved and the effect of the Rayleigh number on the heat transfer characteristics inside a cavity is investigated.

2층으로 성층화된 풀 내에서의 자연대류 열전달과 고화현상에 대한 연구 (Analysis of Natural Convection Heat Transfer and Solidification of a Two-Layered Pool)

  • 김종태;강경호;김상백;김희동
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.1-13
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    • 2001
  • The natural convection heat transfer and solidification in a stratified pool are studied. The flow and heat transfer characteristics in a heat generating pool are compared between single-layered and double-layered pools. And local Nusselt number distributions on outer walls are obtained to consider thermal loads on a vessel wall. The cooling and solidification of Al₂O₃/Fe melt in a hemispherical vessel are simulated to study the mechanism of heat transfer and temperature distribution. A unstructured mesh is chosen for this study because of the non-orthogonality originated from the boundaries of double-layered pool. Interface between the layers is modeled to be fixed. With this assumption mass flux across the interface is neglected, but shear force and heat flux are considered by boundary conditions. The colocated cell-centered finite volume method is used with the Rhie-Chow interpolation to compute cell face velocity. To prevent non-physical solutions near walls in case body force is large the wall pressure is extrapolated by the way to include body force. The numerical solutions calculated by current method show that averaged downward heat flux of the double-layered pool increases compared to single-layered pool and maximum temperature occurs right below the interface of the layers.

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자연대류상의 하이브리드 휜 히트싱크의 열특성에 대한 수치적 연구 (Numerical study on the thermal behavior of a natural convection hybrid fin heat sink)

  • 김경준
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권1호
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    • pp.35-39
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    • 2013
  • 본 논문은 자연대류상에서 냉각되는 하이브리드 휜 히트싱크(Hybrid Fin Heat Sink, HFH)의 열특성에 대한 수치연구결과를 보고한다. HFH는 평판휜이 결합된 내부유로가 있는 핀 휜으로 이루어진 하이브리드 휜으로 구성된다. HFH의 열성능은 상용 CFD 소프트웨어를 이용하여 수치적으로 연구되었고 핀 휜 히트싱크(Pin Fin Heat Sink, PFH)의 열성능과 비교되었다. 수치연구결과를 통해 HFH의 베이스면적기반, 질량기반 열전달계수가 PFH 보다 각각 12%, 37% 우수함을 발견했다. 증대된 표면적과 가벼운 무게는 PFH보다 우수한 HFH의 열성능을 설명할 수 있다.

체적 열원이 내재된 반구에서의 자연대류 열전달 (Natural Convection Heat Transfer in a Hemispherical Pool with Volumetric Heat Sources)

  • 박해균;정범진
    • 에너지공학
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    • 제24권3호
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    • pp.135-141
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    • 2015
  • 중대사고시 핵연료와 원자로 내부 구조물이 용융되어 원자로용기의 하부에 재배치되면 밀도차이에 의하여 상부의 금속용융물층과 하부의 혼합물층으로 나누어진다. 하부 반구의 혼합물층에서는 지속적으로 붕괴열이 발생하고 이 열은 원자로용기의 건전성을 위협한다. 본 연구는 반구 내부의 체적 열원(Volumetric heat source)이 내재된 매질에서의 자연대류 열전달 현상을 물질전달 실험방법을 이용하여 모사하였다. 황산-황산구리의 구리도금계를 물질전달계로 사용하여 모사를 수행하였다. 수정 Rayleigh 수 $3{\times}10^{14}$에 대하여 Nusselt 수는 반구 하단에서 최소값을 보였고 곡면부를 따라 최상단으로 갈수록 증가하였다.

초음파 진동에 의한 대류 및 비등 열전달 촉진 원리에 관한 연구 (Mechanisms of Convective and Boiling Heat Transfer Enhancement via Ultrasonic Vibration)

  • 김이구;김호영;강승민;강병하;이진호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권5호
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    • pp.612-619
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    • 2003
  • This work experimentally studies the fundamental mechanisms by which the ultrasonic vibration enhances convection and pool boiling heat transfer. A thin platinum wire is used as both a heat source and a temperature sensor. A high speed video imaging system is employed to observe the behavior of cavitation and thermal bubbles. It is found that when the liquid temperature is below its boiling point, cavitation takes place due to ultrasonic vibration while cavitation disappears when the liquid reaches the boiling point. Moreover, when the gas dissolved in liquid is removed by pre-degassing, the cavitation arises only locally. Depending on the liquid temperature, heat transfer rates in convection, subcooled boiling and saturated boiling regimes are examined. In convection heat transfer regime, fully agitated cavitation is the most efficient heat transfer enhancement mechanism. Subcooled boiling is most enhanced when tile local cavitation is induced after degassing. In saturated boiling regime, acoustic pressure is shown to be a dominant heat transfer enhancement mechanism.

직접접촉식 열교환기내에서 물과 배기가스의 직접접촉에 의한 열 및 물질전달 (Heat and Mass Transfer between Hot Waste Gas and Cold Water in a Direct Contact Heat Exchanger)

  • 이금배
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권6호
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    • pp.1171-1178
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    • 1992
  • 본 연구에서는 직접접촉식 열교환기를 이용한 실험을 통하여 열교환기 설계에 가장 중요한 열교환기 단위 체적당 총괄 열전달 계수를 시스템의 작동조건에 따라 구 하여 실제 설계자료로 이용하는 데 그 목적이 있다.

자연대류에서 유한요소법을 이용한 히트싱크의 성능비교 (A performance comparison of heat sink using FEM in the natural convection)

  • 이민;이춘규
    • Design & Manufacturing
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    • 제12권1호
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    • pp.31-35
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    • 2018
  • The peltier thermoelectric module are used to cool the heat generated by electronic equipment. In order to increase the efficiency of the peltier thermoelectric module, the heat must be released to the outside. A heat sink is used to discharge such heat to the outside. in this paper, two types of heat sinks with internal tunnels were designed. And the heating and cooling performance of the heat sink with internal tunnel structure was compared and analyzed through ANSYS. The heat sink of the A type had better heat transfer than the heat sink of the B type. Which is about 70% improved.