• 제목/요약/키워드: 벽면온도

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희박기체 및 MEMS 열유동장 해석을 위한 벽면 슬립모델 개발 (Development of Wall Slip Models for Rarefied Gas and MEMS Thermal Fluid Flows)

  • 명노신;조수용
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.90-97
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    • 2002
  • 희박 상태 비행체 외부 및 추진장치 내부 유동이나 MEMS 장치의 기체유동은 높은 열적 비평형성으로 인해 벽면 슬립모델을 필요로 한다. 조절계수와 벽면속도 구배를 바탕으로 하는 Maxwell 조건이 주로 사용되어 왔지만, 조절계수를 자체적으로 정의할 수 없고, 일차 미분 형태로 인해 실제 적용시 수치적 관점에서 효율적이지 못한 어려움이 있었다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하고자 Langmuir의 벽면-기체입자 흡착이론을 이용한다. 벽면온도, 벽면-기체입자간 물리적 힘의 함수인 조절계수를 유도하고, 입자형태의 차이를 감안할 수 있는 물리적 슬립모델을 개발하여 기존 Maxwell 모델과 비교하였다. 또한 내부, 외부, 열유체 유동에 관한 슬립모델의 해석적 해를 실험값과 비교하여 그 유용성을 확인하였다.

가스터빈 노즐 베인의 열전달 예측을 위한 벽면처리법 비교연구 (Comparative Study of Near-Wall Treatment Methods for Prediction of Heat Transfer over Gas Turbine Nozzle Guide Vane)

  • 박정규;김진욱;이세욱;강영석;조이상;조진수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권7호
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    • pp.639-646
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    • 2014
  • 난류모델에서 벽면처리법이 터빈 노즐 베인의 열전달 예측에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 본 연구를 위해 NASA의 C3X 터빈 노즐 베인을 사용하였다. 벽함수 방법, 저레이놀즈수 방법, 천이모델을 사용하여 베인 표면에서의 압력 및 온도를 해석하였다. 해석 결과 터빈 노즐 베인의 중간 압력분포는 각 벽면처리법에 따른 차이 없이 실험값과 잘 일치하였다. 그러나 터빈 노즐 베인의 온도와 열전달 계수는 각 벽면처리법에 따라 큰 차이를 보였다. 전반적으로 저레이놀즈수 방법과 천이모델은 벽함수 방법에 비해 온도 및 열전달 계수 예측에 특별한 이점을 보이지 않았으며, 벽함수 방법을 적용한 레이놀즈응력 난류모델이 터빈 노즐 베인 표면의 온도 및 열전달 계수를 비교적 잘 예측하였다.

구획 화재 시 벽면의 열적 특성을 고려한 온도분포 해석결과 (Numerical Analysis of the Temperature Distribution Considering the Wall Thermal Conductivity in Compartment Fire)

  • 유우준;고권현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.644-648
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    • 2019
  • 본 연구에서는 구획 공간에서 가솔린 화재 시 내벽의 열전도 계수 변화에 따른 열유동 현상에 관한 기초 연구를 수행하였다. 이를 위해서 내벽의 열전도 계수가 $0.18W/m{\cdot}K$인 내화보드의 재질로 구성된 가로 0.4 m, 세로 0.6 m, 높이 0.6m인 축소된 구획공간을 제작하였으며, 개구부 면적이 $0.12m^2$이고 연료 팬의 크기가 $0.01m^2$인 조건에서 가솔린 화재실험을 수행하여 높이 0.37 m 국부지점의 온도와 총괄 발열량을 산출하였다. 벽면 열전도 계수 변화가 구획 공간 내부의 온도 분포에 미치는 영향을 분석하기 위해서 화재해석 프로그램인 FDS(Fire Dynamic Simulator)를 사용하여 동일한 발열량 조건에서 온도분포 측정값과 해석결과를 비교하였다. 그 결과 최대 발열량이 4.8 kW인 정상상태 구간에서 온도분포 예측 값이 10 % 이내로 일치하는 것을 확인하였으며, 벽면 열전도 계수가 $0.1W/m{\cdot}K$에서부터 $100W/m{\cdot}K$까지 증가한 결과 벽면의 평균 온도는 약 71% 정도 감소되는 것으로 예측되었다.

층류화염전파중의 연소실 벽면으로의 열손실 (Heat Loss to Combustion Chamber Wall During Laminar Flame Propagation)

  • 이상준;한동호;김문헌;이종태;이성열
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권7호
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    • pp.1398-1407
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    • 1992
  • 본 연구에서는 정적연소기를 대상으로 하여 화염전파중의 열손실을 연소실내 의 압력 및 슐리렌 촬영한 화염사진에 의해 구한 발생열로부터 추정하는 방법을 제시 하고, 연소실 벽면의 순간온도를 직접 측정함으로써 상기방법에 의한 열손실 추정법의 타당성을 입증하였다. 그리고 이 열손실과 기연가스가 연소실 벽면에 접하는 열전달 면적과의 관계를 해석하므로서, 추후 열손실을 고려한 연소실 형상 설계에 있어서의 기초자료를 제시하고자 하였다.

상변화물질을 이용한 축열조에서 열전달현상에 관한 연구 - 수직원통관 내에서 응고 열전달 - (A study of heat transfer with Phase Change Material in heat storage system - Inward freezing in the vertical cylinder -)

  • 이채문;임장순
    • 태양에너지
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    • 제13권2_3호
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    • pp.53-64
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    • 1993
  • 본 연구는 용융된 파라핀을 채운 수직원관 내의 상변화물질의 초기온도와 수직원관의 벽면온도를 변화시켰을때 관 내에서 일어나는 열전달현상을 다루었다. 자연대류의 효과는 초기과열된 액상영역 내에서 응고초기 짧은 시간에 걸쳐 일어났고, 그 후 전도열전달이 paraffin 전 영역을 지배하였다. 실험에서 관찰한 응고 형태는 상부표면에서 밀도 증가에 의한 수축공간이 발생하였으며, 그 공간의 크기는 냉각이 진행됨에 따라 증가하였다. 자연대류가 끝나자. 상경계면 상에서 수지상 결정과 mush-zone이 발견되었다. 액상 paraffin의 초기과열은 실험 전반부의 응고질량과 응고두께를 감소시키는 경향을 보였으며, 초기액상과열도와 벽면 과냉도가 큰 경우에 크게 나타났다.

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수직한 벽면에서 혼합증기(수증기/공기)의 막응축 열전달

  • 박수기;김무환;유건중
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1996년도 추계학술발표회논문집(1)
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    • pp.217-223
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    • 1996
  • 혼합증기(수증기/공기)의 막응축 열전달 계수를 수직한 벽면에서 측정하고 상관식을 개발하였다. 열전달 상관식은 액막측과 증기측으로 구분하여 만들었고, 액막측 전열계수의 상관식은 액막의 Reynolds수와 Prandtl수의 함수로 나타냈으며, 증기측 전열계수의 상관식은 증기의 Reynolds수, Prandtl수, Schmidt수 및 공기의 질량분율, 액막 Reynolds수의 함수로 제안하였다. 응축 액막의 두께와 확산층의 순간온도 측정결과로부터 액막의 파형 계면이 확산층에서의 열 및 물질전달에 큰 영향을 끼치고 있음을 확인하였고, 증기측 전열계수의 상관식에 포함된 액막 Reynolds수가 파형 계면의 영향을 반영하고 있다.

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라디칼 손실 제어를 통한 고선택비 산화막 식각

  • 김정훈;이호준;황기웅;주정훈
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1995년도 제9회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.81-82
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    • 1995
  • 약한 자장을 사용하는 평면형 유도 결합 플라즈마 식각 장치에서 라디카르이 농도 제어를 위하여 벽면온도를 증가시켜 라디칼 손실을 줄였다. 폴리머를 잘 형성하는 C4F8의 경우 이에 따라 식각 특성이 25%정도 개선되었고, OES(opptical emission sppectroscoppy)와 AMS(appearance mass sppectroscoppy)를 이용하여 라디칼과 이온의 밀도 변화를 측정하여 식각 결과를 설명할 수 있었으며, 반면에 CF4의 경우 큰변화를 볼 수 없었다.

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이상 유동이 존재하는 고체 로켓 노즐내에서의 성능손실에 대한 수치적 연구

  • 유만선;김병기;조형희;황기영;배주찬
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2000년도 제15회 학술강연회논문초록집
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    • pp.30-30
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    • 2000
  • 일반적인 소형 고체로켓의 모터 내에는 연료 첨가제로써 알루미늄이 함유되는데, 연소 시 산화된 이 성분은 액적 상태로 이동하여 노즐부내에 이상유동장을 형성시킨다. 이러한 산화알루미늄입자는 노즐벽면에 충돌, 점착하여 기계적, 열적 에너지전달을 일으키며 노즐벽면의 삭마를 유발시키는 한편, 가스유동과의 속도 차, 온도차로 인해 저항요소로 작용하면서 노즐의 추력 성능 손실에 간접, 직접적인 원인이 된다.(중략)

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노즐 특성에 따른 후방동체 온도 변화 연구 (Effects of Nozzle Characteristics on the Rear Fuselage Temperature Distribution)

  • 이경주;백승욱;이성남;김만영;김원철
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권12호
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    • pp.1141-1149
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    • 2011
  • 항공기의 생존성 향상을 위해서는 추진기관에서 방사되는 적외선 신호를 감소시켜야 하며 이를 위해서는 후방동체의 온도 저감이 필요하다. 본 논문에서는 후방동체 내/외부의 유동 및 열전달 현상을 파악하여 각 벽면의 온도 분포를 살펴보았고 노즐 벽면의 재질 특성 및 형상, 복사 차폐막의 유무가 열전달에 미치는 영향을 확인하였다. 이를 통해 항공기의 피탐지성을 낮출 수 있는 설계 조건을 확인하였다.

가솔린엔진의 부하(負荷)에 따른 실린더 벽면 온도특성(溫度特性)에 관(關)한 연구(硏究) (An Experimental Study on the Cylinder Wall Temperature Characteristics for Load Variations in a Gasoline Engine)

  • 권기린;고장권;홍성찬
    • 동력기계공학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.16-22
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    • 1999
  • The purpose of this study is to prevent the stick, scuffing, scratch between piston and cylinder, is to contribute the piston design such as piston profile, clearance by calculating reaction force by over-lap of piston skirt, as measuring the temperature distributions of cylinder wall. The experiment has been peformed to obtain data during actual engine operation. Temperature gradient in peripheral and axial distributions of cylinder wall according to torque and speed of engine were measured by use of an 800cc class gasoline engine. The results obtained are summarized as follows ; 1) The temperature of cylinder wall at TDC was about $50{\sim}75^{\circ}C$ higher than temperature of cooling water. 2) The rear side temperature of top dead center was $141^{\circ}C$(1/4 load) in axial distribution, whereas the rear side of midway position temperature was $98^{\circ}C$. 3) The temperature of cylinder wall increased in according to rising temperature of cooling water. 4) The thrust side temperature of cylinder wall was about $15^{\circ}C$ in all load test. 5) The rear side temperature of top dead center was $159^{\circ}C$ (1/2 load) in peripheral distribution, it was about $39^{\circ}C$ higher than thrust side temperature.

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