Heat transfer characteristics of a low temperature latent heat storage system during the heat storage stage was examined for the circular finned tubes using fatty acid which shows the big density difference during melting as phase change materials. The heat storage vessel has the dimension of 530 mm height, 74 mm inside diameter and inner heat transfer tube is 480 mm in height and 13.5 mm outside diameter. Hot water was employed as the heat transfer fluid. During the heat storage stage, it was found that both conduction and natural convection were the major heat transfer mechanism. It was also found that the effect of natural convection on the heat transfer was more significant for the unfinned tube system than that for the finned tube system. The experimentally determined overall heat transfer coefficients were in the range of $50{\sim}250W/m^2K$ and the correlation for natural convection heat transfer as a function of Nusselt and Rayleigh number was proposed.
Laminar natural convection heat transfer from a horizontal heat exchanger tube with one infinitely long vertical plate fin has been studied by a finite-difference numerical procedure. In predicting convective heat transfer from a circular tube, the thermal boundary condition at solid fluid interface is usually assumed to be isothermal. However, in reality, the thermal boundary condition is not isothermal, and the tube has the thickness and the conductivity. So the temperature at the interface is not known a priori to the calculation. This problem has the conjugate phenomena which occur between the tube conduction and external natural convection, and between the fin conduction and external natural convection. Numerical results are obtained to determine the effects of the conductivity of solid wall and the thickness of tube wall on heat transfer. It is found that the conduction causes significant influence on the natural convection heat transfer at low K and high ${\delta}$.
The numerical solutions are examined on the effect of a centered heat conducting body on natural convection in a 2-D square cavity. The influences of the Rayleigh number, the dimensionless conducting body size, and the ratio of the thermal diffusivity of the body to that of the fluid have been investigated on the natural convection heat transfer in overall concerned region. The analysis reveals that the fluid flow and heat transfer processes are governed by all of them. Results for isotherms, vector plots and wall Nusselt numbers are reported for Pr = 0.71 and relatively wide ranges of the other parameters. Heat transfer across the cavity, in comparison to that in the absence of a body, are enhanced (reduced) in general by a body with a thermal diffusivity ratio less (greater) than unity. The heat transfer are also found to attain a minimum as the body size is increased.
펠티에 소자는 전자부품이나 장비에서 발생하는 열을 냉각하기 위한 방법으로 많이 사용되고, 히트싱크는 이러한 열을 외부로 방출하기 위한 방법으로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 내부터널의 형상을 가지는 히트싱크에 대한 냉각 및 히팅성능을 자연대류와 강제대류 상태에서 열전달 특성에 대하여 고찰하였다. 또한, 시간에 따른 히트싱크의 열전달 특성 및 온도분포의 변화에 따른 실험을 수행하였고, 자연대류와 강제대류에 따른 히트싱크의 열전달 특성, 온도분포의 변화를 실험을 통해 비교 연구 하였다. 냉각 실험에서 A형상 및 B형상 냉각 핀 히트싱크는 자연대류보다는 강제대류에서 온도가 더 감소하는 것을 알 수가 있었고, 강제대류와 자연대류에서 A, B형상 모두 $-15^{\circ}C$까지 떨어지는 것을 알 수 있었다. 전압이 증가 할수록 강제대류와 자연대류 상태에서 A, B형상 냉각 핀 히트싱크 모두 온도가 감소하였다. 히팅실험에서 A형상 및 B형상 냉각 핀 히트싱크는 자연대류보다는 강제대류에서 온도가 더 증가하는 것을 알 수가 있었고, 강제대류와 자연대류에서 전압이 13V일 때, A형상 냉각 핀 히트싱크는 전압이 $150^{\circ}C$, 강제대류에서 B형상 냉각 핀 히트싱크는 $145^{\circ}C$까지 증가하였다. 전압이 증가할수록 강제대류와 자연대류 상태에서 A, B형상 냉각 핀 히트싱크 모두 온도가 증가하였다.
A fluid in an enclosure can be heated by electric heating, chemical reaction, or fission heat. In order to remove the volumetric heat of the fluid, the walls surrounding the enclosure must be cooled. In this case, a natural convection occurs in the pool of the fluid, and it has a dominant role in heat transfer to the surrounding walls. It can augment the heat transfer rates tens to hundreds times larger than conductive heat transfer. The heat transfer by a natural convection in a regular shape such as a square cavity or semi-circular pool has been studied experimentally and numerically for many years. A pool of an inverted triangular shape with 10 degree inclined bottom walls has a good cooling performance because of enhanced boiling critical heat flux (CHF) compared to horizontal downward surface. The coolability of the pool is determined by comparing the thermal load from the pool and the maximum heat flux removable by cooling mechanism such as radiative or boiling heat transfer on the pool boundaries. In order to evaluate the pool coolability, it is important to correctly expect the thermal load by a natural convection heat transfer of the pool. In this study, turbulence models with modifications for buoyancy effect were validated for unsteady natural convections by volumetric heating. And natural convection in the triangular pool was evaluated by using the models.
A fluid in an enclosure can be heated by electric heating, chemical reaction, or fission heat. In order to remove the volumetric heat of the fluid, the walls surrounding the enclosure must be cooled. In this case, a natural convection occurs in the pool of the fluid, and it has a dominant role in heat transfer to the surrounding walls. It can augment the heat transfer rates tens to hundreds times larger than conductive heat transfer. The heat transfer by a natural convection in a regular shape such as a square cavity or semi-circular pool has been studied experimentally and numerically for many years. A pool of an inverted triangular shape with 10 degree inclined bottom walls has a good cooling performance because of enhanced boiling critical heat flux (CHF) compared to horizontal downward surface. The coolability of the pool is determined by comparing the thermal load from the pool and the maximum heat flux removable by cooling mechanism such as radiative or boiling heat transfer on the pool boundaries. In order to evaluate the pool coolability, it is important to correctly expect the thermal load by a natural convection heat transfer of the pool. In this study, turbulence models with modifications for buoyancy effect were validated for unsteady natural convections by volumetric heating. And natural convection in the triangular pool was evaluated by using the models.
The present study numerically investigates the natural convection heat transfer in a 2-D square cavity containing a centered heat conducting body. Special emphasis is given to the influences of the Rayleigh number, the dimensionless conducting body size, and the ratio of the thermal diffusivity of the body to that of the fluid on the natural convection heat transfer in overall concerned region. The analysis reveals that the fluid flow and heat transfer processes are governed by all of them. Results for isotherms, vector plots and wall Nusselt numbers are reported for Pr = 0.71 and relatively wide ranges of the other parameters. Heat transfer across the cavity, in comparison to that in the absence of a body, are enhanced (reduced) in general by a body with a thermal diffusivity ratio less (greater) than unity. It is also found that the heat transfer attains a minimum as the body size is increased with a thermal diffusivity ratio greater than unity.
In a compartment fire with openings, convective heat transfer consists of natural convection from the hot bodies and forced convection by airflow through the openings. The same finite volume method that was applied to pure natural convection in part I was utilized without modification to the square cavity with two openings. The objective of this study is to investigate effects of the openings on temperature distribution. Flow patterns, temperature distribution and heat transfer were compared for different Rayleigh numbers and with and without the openings.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제32권5호
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pp.747-752
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2008
An experimental study has been conducted on the natural convection heat transfer for the 7 kinds of circular finned tube heat exchangers. Empirical correlation was suggested at the range of 3,500
This paper presents a method that the engine oil condition is detected using a natural convection heat transfer in a engine oil. A sensor circuit maintains a constant temperature difference between a heat plate and engine oil for detecting a natural convection heat transfer rate on the constant temperature. The natural convection heat transfer rate is measured by a current through the heat plate of the sensor circuit. The sensor is tested by a fresh oil. 6,000 km and 10,000 km driven oil in the oil temperature range from $20^{\circ}C$ to $100^{\circ}C$. In the experimental result, when the current through the heat plate is altered by variation of a engine oil temperature and flows driven oil more than fresh oil, the sensor could inform a engine oil deterioration to a car driver.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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