동심 이중관에서 기본유체 물과 나노입자 산화알미늄의 혼합인 나노유체를 적용한 대향유동을 유한체적법의 수치적 방법으로 열전달 특성을 규명하였다. 고온유체는 내부 원형관으로 흐르며 열을 외부 환형관으로 흐르는 저온유체로 전달한다. 고온유체와 저온유체의 체적유량 및 나노입자의 체적농도를 변수로 두어 열전달 및 유동 특성을 조사했다. 결과는 나노입자의 체적농도와 체적유량의 증가함에 따라 열전달 성능이 증가함을 보였다. 외부와 내부 관 모두에서 나노유체인 경우가 기본유체보다 나노입자의 체적농도가 8%일 때 나노유체가 열전달 성능이 최대 17% 증가하는 것을 확인했다. 또한 기본유체에 비해 환형관의 대류열전달 계수는 최대 31% 증가함을 보였으며 열교환기의 유용도는 약 20%가 상승함을 확인하였다. 하지만 나노입자의 체적농도가 8%일때 마찰인자가 최대 136% 커지는 것을 확인하였다.
We compared the heat transfer characteristics of the parallel and the counterflow flow in the concentric double tube of the Al2O3/water nanofluids using numerical methods. The high- and low-temperature fluids flow through the inner circular tube and the annular tube, respectively. The heat transfer characteristics according to the flow direction were compared by changing the volume flow rate and the volume concentration of the nanoparticles. The results showed that the heat transfer rate and overall heat transfer coefficient improved compared to those of basic fluid with increasing the volume and flow rate of nanoparticles. When the inflow rate was small, the heat transfer performance of the counterflow was about 22% better than the parallel flow. As the inflow rate was increased, the parallel flow and the counterflow had similar heat transfer rates. In addition, the effectiveness of the counterflow increased from 10% to 22% rather than the parallel flow. However, we verified that the increment in the friction factor of the counterflow is not large compared to the increment in the heat transfer rate.
횡방향으로 유입되는 공기유동에서 연료 제트의 액주 및 액적영역의 궤적에 관한 연구를 수행하였다. 실험방법으로는 직접사진촬영방법과 평면레이저유도형광 기법을 사용하여 분석하였다. 본 연구의 목적은 공기유동 방향에 수직으로 분사되는 분무와 분사각도의 분무에서 궤적에 대한 경험식을 도출하여 기존 연구결과와 비교분석하고, 대향분사에서의 궤적에 대한 경험식을 도출하는데 있다. 실험을 통하여 액주 및 액적 영역의 궤적은 연료분사차압, 공기의 유속, 분사기 지름 크기, 분사각도에 의하여 결정되며, 정방향의 분무와 대향분사 결과에 있어서는 실험식 상수의 차이가 있음을 확인하였다.
An experimental study was carried out to delineate the flow characteristics in a closed countescurrent two-phase thermo syphon with concentric tubes. This is to be installed in the HANARO research reactor as a part of a Cold Neutron Source(CNS). In the present investigation, experiments ata room temperature with Freon-II3 as a moderator were performed. Results show that, based on the magnitude of pressure fluctuation, the flow regimes could be divided into 4 distinct ones in the ($V_f,\;Q_i$) plane, where $V_f$ represents the volume of the charged liquid and $Q_i$ the heat load: a stable flow regime, an oscillatory flow regime, a restablized flow regime and a dryout flow regime. For $V_f$>2.5l, the flow is stable at low $Q_i$. However, as $Q_i$ increases, the flow becomes oscillatory and finally restablizes As $V_f$ increases, the oscillation amplitude decreases, reaching to the restablized flow region at low $Q_i$, and the liquid level in the moderator cell remains high. In the oscillatory flow regimes, for a fixed VI; the oscillating period of time varies with $Q_i$, having a minimum value at a certain value of $Q_i$. The heat load, where the oscillating period of time is minimum, decreases as $V_f$ increases.
The heat and mass transfer process between the falling liquid desiccant(TEG) film and the air in counter flow at the dehumidifier of desiccant cooling system were investigated. The governing equations with appropriate boundary and interfacial conditions describing the physical problems were solved by numerical analysis. As a result, the effects of the design parameters and the outside air conditions on the rates of dehumidification and sensible cooling were discussed. The results of the dehumidification and sensible cooling rates were compared with those of the cross flow at the same conditions.
맥동연소의 비정상 점화현상을 연구하기 위하여 이론적인 해석을 수행하였다. 맥동연소에서는 연소기의 양쪽에서 유입되는 고온의 연소가스와 미연 혼합가스가 연소실 내부에서 충돌하여 정체면을 형성하며 유동변형율이 임계 값 이하가 될 때까지 점화가 억제된다. 본 연구에서는 유동의 유동변형율의 변화에 대한 점화현상의 반응을 연구하기 위하여 활성화 에너지 점근법과 비가역 1단계 화학반응을 이용하였다. 또한 유동에 의한 유동변형율은 두 가지 요인에 의하여 발생하는 것으로 모델링 하였는데, 비정상 유동에 의한 평균 유동변형율과 난류에 의하여 유도되는 유동변형율이 그것이다. 해석 결과에 의하면, 맥동연소에서는 잘 정의된 점화지연이 존재하며, 점화 또는 소염의 발생 여부는 Damkohler 수에 의하여 거의 결정된다.
Characteristics of a counter flowing diffusion flame, which is formulated by an oppositely-injected methane-jet flow in a narrow channel of a uniform air flow. The location of the flame fronts and the flame lengths were compared by changing the flow rates of fuel. To distinguish the effects of the narrow channel on the diffusion flame, a numerical simulation for an ideal two-dimensional flame was conducted. Overall trends of the flame behavior were similar in both numerical and experimental results. With the increase of the ratio of jet velocity to air velocity flame front moved farther upstream. It is thought that the flow re-direction in the channel suppresses fuel momentum more significantly due to the higher temperature and increased viscosity of burned gas. Actual flames in a narrow channel suffer heat loss to the ambient and it has finite length of diffusion flame in contrast to the numerical results of infinite flame length. Thus a convective heat loss was additionally employed in numerical simulation and closer results were obtained. These results can be used as basic data in development of a small combustor of a nonpremixed flame.
For the optimal design of plasma facing components of a fusion reactor, thorough understanding of thermal behavior of high heat. nux components are required. The purpose of this research is to investigate the characteristics of heat flow and thermal stress in divertors which are exposed to high heat load varing with time and space-Numerical simulations of heat now and thermal stress for three types of diverter are performed using finite volume method and finite element method. Respectly, commercial FLUENT code are used in the heat flow simulation, and maximum surface temperature, temperature distribution and cooling rate are calculated. Commercial ABQUS code are used for calculating temperature distribution. thermal stress, strain and displacement. Through this computer simulation. design data for cooling system and Structural provided.
일반 가정용 보일러의 열효율을 증진시키기 위해서 콘덴싱 보일러에 부착되는 급기 예열 열교환기의 응축 열전달에 대한 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 스테인리스의 표면에 대하여 에칭을 이용하여 표면 거칠기를 부과하였다. 그리고 열전달 성능 평가를 위해 대향유동 열교환기를 폴리카보네이트로 제작하였고 원판과 비교 실험을 수행하였다. 그 결과 에칭 처리한 모든 시편의 총괄열전달계수는 원판에 비해 증가하는 것을 확인할 수 있었고, 에칭 시간이 60초인 시편에서 평균 15%까지 증가하였다. 그리고 AFM 장비를 이용하여 표면 특성에 대한 분석을 통하여 열전달 증진 요인에 대해 연구하였다.
In this study, thermal performance of recuperators with plain and offset strip fins is investigated to enhance the thermal efficiency of a micro gas turbine. Thermal cycle analysis is conducted to determine major design parameters of a single-pass counterflow recuperator. In order to evaluate the performance of the recuperator, the effectiveness and the pressure drop in the recuperators are chosen as the objective function and the design constraint, respectively. The optimized geometries for internal structure of the recuperators with plain and offset strip fins are obtained with varying the fin spacing and height. From the result, the recuperator with offset strip fins has better thermal performance when the fin spacing, s, is smaller than 1.45mm and the thermal performance of the recuperator with plain rectangular fins is higher than that with offset strip fins in the region of $s{\geq}1.45mm$. In addition, it is found that the entrance region effect and the longitudinal wall heat conduction effect should be taken into account for accurately predicting the thermal performance of the recuperators with both plain and offset strip fins.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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