포화상태 핵비등과 저 Re수의 흐름비등에서 얻어진 실험결과를 바탕으로 하여, 기포가 성장하는 동안의 등가 기포 직경과 열전단율의 거동에 대한 기포 형상 가정의 효과를 제시하기 위한 해석적인 연구를 수행하였다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 등가 기포 반경이 기포가 성장하는 동안 촬영된 기포의 이미지로부터 얻어질 수 있는 형상 가정을 이용하여 계산되었다. 그리고 열전달율을 포화상태 핵비등 동안 미세크기의 히터와 휘스톤브리지 회로를 이용하여 측정하였다. 그리고, 기포 형상 가정의 효과를 실험결과와 비교하였고, 이를 통해 단일 기포의 성장 거동을 분석하기 위한 기포 형상 가정이 매우 중요함을 보였다.
Nucleate pool boiling experiments with constant heat flux condition were performed using pure R113 for various channel heights under saturated pool condition. A circular heater of 1mm diameter, with artificial cavity in the center, fabricated using MEMS technique and the high-speed controller were used to maintain the constant heat flux. Images of bubble growth were taken at 5,000 frames per second using a high-speed CCD camera. The bubble geometry was obtained from the captured bubble images. The effects of channel height on the bubble growth behaviors were analyzed as dimensional scales for the initial and thermal growth regions. The parameters for the bubble growth behaviors were bubble radius, bubble growth rate, and bubble shapes. These phenomena require further analysis for various surface angles, but this study will provide good experimental data with constant heat flux boundary condition for such works.
Nucleate boiling experiments on heating surface of constant wall temperature were performed using R113 for almost saturated pool boiling conditions. A microscale heater array and Wheatstone bridge circuits were used to maintain a constant wall temperature condition of heating surface and to measure the heat flow rate with high temporal and spatial resolutions. Bubble images during the bubble growth were taken as 5000 frames per second using a high-speed CCD camera synchronized with the heat flow rate measurements. The bubble growth behavior was analyzed using the new dimensionless parameters for each growth regions to permit comparisons with previous experimental results at the same scale. We found that the new dimensionless parameters can describe the whole growth region as initial and later (thermal) respectively. The comparisons showed good agreement in the initial and thermal growth regions. In the initial growth region including surface tension controlled, transition and inertia controlled regions as divided by Robinson and Judd, the bubble growth rate showed that the bubble radius was proportional to $t^{2/3}$ regardless of working fluids and heating conditions. And in the thermal growth region as also called asymptotic region, the bubble showed a growth rate that was proportional to $t^{1/5}$, also. Those growth rates were slower than the growth rates proposed in previous analytical analyses. The required heat flow rate for the volume change of the observed bubble was estimated to be larger than the heat flow rate measured at the wall. Heat, which is different from the instantaneous heat supplied through the heating wall, can be estimated as being transferred through the interface between bubble and liquid even with saturated pool condition. This phenomenon under a saturated pool condition needs to be analyzed and the data from this study can supply the good experimental data with the precise boundary condition (constant wall temperature).
Nucleate pool boiling experiments for R11 under a constant wall temperature condition were carried out. A microscale heater array was used for the heating and the measurement of high temporal and spatial resolution by the Wheatstone bridge circuit. Very sensitive heat flow rate data were obtained by the control for the surface condition with high time resolution. The measured heat flow rate shows a discernable peak at the initial growth stage and reaches an almost constant value. In the thermal growth region, bubble shows a growth proportional to $t^{\frac{1}{5}}$. The bubble growth behavior is analyzed with a dimensionless parameter to compare with the previous results in the same scale. As the wall superheat increases, the departure diameter and the departure time increase, and the waiting time decreases. But the asymptotic growth rate is not affected by the wall superheat change. The effect of the wall superheat is resolved into the suggested growth equation. Dimensionless parameters of time and bubble radius characterize the thermal growth behavior well, irrespective of wall condition. The comparison between the result of this study and the previous results shows a good agreement at the thermal growth region. The quantitative analysis for the heat transfer mechanism is conducted with the measured heat flow rate behavior and the bubble growth behavior. The required heat flow rate for the volume change of the observed bubble is about twice as much as the instantaneous heat flow rate supplied from the wall.
Nucleate boiling experiments with constant wall temperature of heating surface were performed using R113 for almost saturated pool boiling conditions. A microscale heater array and Wheatstone bridge circuits were used to maintain a constant wall temperature condition and to measure the heat flow rate with high temporal and spatial resolutions. Bubble images during the bubble growth were taken as 5000 frames a sec using a high-speed CCD camera synchronized with the heat flow rate measurements. The geometry of the bubble during growth time could be obtained from the captured bubble images. The bubble growth behavior was analyzed using the new dimensionless parameters for each growth regions to permit comparisons with previous results at the same scale. We found that the new dimensionless parameters can describe the whole growth region as initial and later respectively. The comparisons showed good agreement in the initial and thermal growth regions. The required heat flow rate for the volume change of the observed bubble was estimated to be larger than the instantaneous heat flow rate measured at the wall. Heat, which is different from the instantaneous heat supplied through the heating wall, can be estimated as being transferred through the interface between bubble and liquid even with saturated pool conditions. This phenomenon under a saturated pool condition needs to be analyzed and the data from this study can supply the good experimental data with the precise boundary condition (constant wall temperature).
정부는 지난 10년 동안 67개의 농식품클러스터를 조성하였다. 그러나 최근 일부 농식품클러스터 사업단의 사업중단과 시행착오로 비판이 증대되고 있다. 본 연구는 무안황토고구마클러스터 사례분석을 통해서 농식품클러스터 네트워크에서 사업단의 역할과 거버넌스 특징에 대한 정책적 함의를 얻고자 하였다. 분석틀은 네트워크와 공급망을 결합한 네트체인 개념을 활용하였다. 무안황토고구마클러스터는 생산의 공간적 집적은 형성되어 있으나 생산조직이 통합되지 못하고 있으며 사업단 역시 영향력을 발휘하지 못하고 있다. 또한 클러스터 내 구성원 간, 구원성과 네트워크간, 네크워크 간 갈등이 발생하고 있으나 조정 메커니즘이 형성되지 못하고 있다. 농식품클러스터의 지속적인 성장을 위해서는 클러스터의 핵심조직인 사업단의 사업역량과 조정 메커니즘 형성능력이 중요하다. 클러스터의 발전단계에 따라 사업단의 역할과 거버넌스 조정양식도 달라져야 한다. 또한 네트워크 형성과 조정에 지자체의 적극적인 참여와 장기적 개발의지가 필요하다.
슬러리 기포탑을 이용하여 수산화칼슘 농도(0.16~0.64 wt%), 계면활성제 농도(2~16 wt%), 총 부피유량(3~6 L/min) 및 $CO_2$ 유량의 부피분율(0.3~0.6)이 탄산칼슘의 morphology, 결정구조, 입자의 크기, 입자 간의 응집화, 비표면적에 미치는 영향을 알아보았다. 실험에 사용한 반응기는 높이가 1.0 m이고 직경이 0.11m, 그리고 중앙에는 직경 4 cm인 튜브가 들어있는 슬러리 기포탑이다. 실험에 사용한 음이온 계면활성제 Dispex N40은 탄산칼슘 합성에 있어 반응 속도에 영향을 주어 반응 종결 시간을 감소시켰다. Dispex N40의 농도가 2 wt%일 때 수산화칼슘의 포화농도인 0.16 wt%에서 이산화탄소의 유량에 따른 침강성 탄산칼슘의 morphology를 살펴보면 반응 속도가 증가할수록 결정의 형태는 단일 결정으로 존재하는 입자들이 많아졌다. Dispex N40은 탄산칼슘의 crystal의 성장과 입자와 입자간의 응집 현상에 영향을 주어 탄산칼슘의 평균 입도를 변화시켰다. 또한 $0.9 L/min\;CO_2$ 유량에서 수산화칼슘의 농도가 0.64 wt%일 때 2 wt%의 계면활성제 첨가로 인해 비표면적을 $35m^2/g$에서 $44m^2/g$로 크게 증가시켰다.
Nucleate pool boiling experiments with constant heat flux condition were performed using pure R11 and R113 for various surface angles under saturated pool condition. A circular heater of 1 mm diameter, with artificial cavity in the center, fabricated using MEMS technique and the high-speed controller were used to maintain the constant heat flux. Images of bubble growth were taken at 5,000 frames per second using a high-speed CCD camera. The bubble geometry was obtained from the captured bubble images. The effects of surface angles on the bubble growth behaviors were analyzed as dimensional scales for the initial and thermal growth regions. The parameters for the bubble growth behaviors were bubble radius, bubble growth rate, sliding velocity, bubble shape and advancing and receding contact angles. These phenomena require further analysis for various surface angles, but this study will provide good experimental data with constant heat flux boundary condition for such works.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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