비등온 이상유동에서 원통벽면으로의 미소입자 부착에 관한 연구

A study of submicron particle deposition onto cylinder surface in nonisothermal two-phase flow

본 연구에서는 유동장과 입자의 부착율과의 관계에 대해 고찰하기 위하여 부 착되는 고체 벽면의 형상을 원통형으로 하여 비등온 유동에서 열확산에 의한 미소입자 의 원주방향으로의 부착율을 측정하고, 원통 내부의 냉각장치를 이용하여 벽면과 고온 가스와의 온도 차이를 크게하여(약 400∼700˚K), 높은 온도구배 영역에서의 열확산 효과에 대해 실험적인 연구를 확장시킴으로써 폭넓은 온도구배 영역에서의 열확산 이 론의 타당성을 검토한다. 그리고 이러한 실험결과들은, 원통주위의 미소입자 전달에 관한 종래의 Levich 등의 해와 입자의 미소한 관성의 영향을 동시에 고려한 Fernandez de la Mora 등의 점근적인(asymptotic)이론과 비교될 것이다.

The inclusion of thermophoresis in particle deposition studies has often been treated separately from deposition due to flow characteristics. Also previously reported experimental results on thermophoresis have been studied in the regions of relatively small temperature gradients. In this study, using real-time laser light reflectivity method, we measured the angular dependence of the deposition rates of particles of the cylindrical collector surface, which immerged in laminar flow of a hot gas suspension of small particles. And we extended the previous narrowband results of thermophoretic deposition rates to the regions of large temperature gradients between the hot gas stream and the collector surface. Based on the obtained data, the cylinder's forward stagnation-point region is considerably enriched in particle 'phase' density owing to the compressibility effect, which leads to locally enhanced deposition while the downstream region from the stagnation point inertial force acts in the opposite direction, which tends to centrifuge particles away from the wall, thus the local deposition rates by thermophoresis are reduced.