• 제목/요약/키워드: 분무 냉각

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경사면에서의 분무냉각 막비등 열전달에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Film Boiling Heat Transfer of Spray Cooling for Inclined heat transfer Surface)

  • 김영찬
    • 설비공학논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.33-39
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    • 2010
  • The film boiling heat transfer was experimentally investigated for the water sprays impacting on an inclined hot surface. Full cone spray nozzles were employed for the spray cooling experiment, and experiments were made for different inclination angles of $\theta=0^{\circ}$, $15^{\circ}$, $30^{\circ}$ and $45^{\circ}$. The experimental results show that, in the downstream region of the inclined hot surface, increasing the inclination angle increases the local heat flux slowly because of increasing the number of rebound droplets. However, the inclination angle of heat transfer surface had no remarkable effect on the local heat flux of spray cooling under the present test conditions.

PF-5052의 분무냉각 비등열전달에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Boiling Heat Transfer of PF-5052 in Spray Cooling)

  • 김영찬
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제32권12호
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    • pp.938-944
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    • 2008
  • The boiling heat transfer was experimentally investigated for the PF-5052 sprays impacting a square heated test surface in a downward direction. Full cone spray nozzles were employed for the spray cooling experiment, and experiments were made under the test conditions of Q=$3.32{\time}10^{-6}{\sim}\;12.98{\time}10^{-6}m^3/s$, ${\Delta}T_{sub}=5{\sim}25^{\circ}C$. Also, heat transfer measurements were made using the copper block of $10{\time}10mm^2$ test area heated by nine cartridge heater. From the experimental results, correlation between the Nusselt number and Reynolds number based on droplet-flow-rate was developed. The correlation shows good predictions with ${\pm}30$ % error for PF-5052.

액체로켓 엔진의 분무연소 및 막냉각에 대한 수치해석 (Numerical Prediction of Spray Combustion and Film Cooling in a Liquid Rocket Engine)

  • 박태선;류철성
    • 한국추진공학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.9-17
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    • 2002
  • 난류분무 연소해석을 위한 수치해석 코드가 개발되었다. 복잡한 형상을 다루기 위하여 일반좌표계에서 이산화되었고 낮은 마하수 유동에 대한 수렴성을 증가시키기 위하여 예조건화기법과 고유치 재규격화기법이 도입되었다. 코트의 정확성은 캐비티 유동과 평면노즐에서 검증되었다. 액체로켓 엔진의 막냉각효과가 분무연소해석에 의하여 분석되었다. 막냉각은 연소효율에 부정적인 영향을 보였다. 연소실 벽면에서 막냉각효과는 연료가 많은 지역형성에 증진됨을 보여주었다.

막냉각 효과를 고려한 액체로켓 엔진의 연소 특성에 관한 연구 (A Numerical Study on the Combustion Characteristics in a Liquid Rocket Engine with Film Cooling Effect)

  • 변도영;김만영;백승욱
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권8호
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    • pp.69-76
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    • 2003
  • 액체로켓 연소기 내의 막냉각 특성 분석을 위한 비회체 분무연소에 대한 수치해석을 수행하였다. 막냉각 연료의 특성에 따른 연소기 벽면의 온도변화를 살펴보기 위하여 막냉각용 연료의 유랑, 막냉각용 액적의 직경, 그리고 공기/연료 혼합비를 매개변수로 한 수치해석을 수행하여 연소기 벽면의 온도는 막냉각용 연료 액적 직경의 변화에는 큰 영향을 받지 않지만 막냉각용 연료 유량 및 공기/연료 혼합비에 영향을 받고 있음을 확인하였다. 또한, 추진기관 벽면으로 전달되는 전도 및 복사열유속을 고찰함으로서 이러한 액체 추진기관의 연소특성을 이해하기 위해서는 열복사 및 물성치의 적절한 고찰이 필요함을 지적하였다.

분무냉각에 있어서 임계열유속 상관식에 관한 연구 (Study on Correlation of Critical Heat Flux in Spray Cooling)

  • 김영찬
    • 한국분무공학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.109-113
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    • 2018
  • The critical heat flux of spray cooling were measured on the test surface of 10 mm diameter made by stainless steel. The experiments were carried out for the droplet-flow-rate of $0.00002{\sim}0.003m^3/(m^2s)$ and liquid subcooling temperature of $40{\sim}75^{\circ}C$. Experimental results showed that the critical heat flux of spray cooling increased remarkably with the increase of droplet-flow-rate. Meanwhile, the effect of liquid subcooling on critical heat flux of spray cooling appeared weakly under the present experimental conditions. In additions, correlation between the dimensionless critical heat flux and Weber number based on droplet-floe-rate was developed for experimental results.

가열 상태의 다공성 판에 충돌하는 액적의 냉각 성능에 대한 기초 연구 (Cooling Effect of a Heated Porous Plate by Droplets Impingement - A Preliminary Study)

  • 류성욱;김우식;이상용
    • 한국분무공학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.20-27
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    • 2009
  • In the present work, effects of spray characteristics (droplet size and velocity) on the temperature variation of a heated porous plate (Melamine foam) have been investigated through a series of experiments. Based on the measured data, time required to cool down the hot porous material turned out to be shorten by doing with the smaller droplet size and/or smaller impinging velocity. In particular, the droplet size effect is more prominent than the impinging velocity. The cooling performance in the porous material is directly proportional to the penetration velocity.

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희박 분무영역에서의 분무냉각 막비등 열전달에 관한 연구 (Study on Film Boiling Heat Transfer of Spray Cooling in Dilute Spray Region)

  • 김영찬
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.1481-1486
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    • 2004
  • This report presents experimental results on the heat transfer coefficients in the boiling region of spray cooling for actual metallurgical process. In this study, the heat flux distribution of a two dimensional dilute spray impinging on hot plate was experimentally investigated. Based on the experimental results, they classified the heat transfer area into the stagnation region and wall-flow region. In the stagnation region, the local heat transfer coefficient relates mainly to the droplet-flow-rate supplied from spray nozzle directly, so the local heat transfer coefficients is good agreement with the predicted values from correlation for spray cooling proposed by former report However, the local heat transfer coefficient in wall-flow region is larger than predicted values, and it is found that the rebounding droplets-flow-rate must be accurately evaluated to predict the local heat transfer coefficient in this region.

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친환경 추진제를 사용하는 액체로켓엔진의 막냉각링 설계 및 열해석 (Design of Film-cooling Ring of The Engine Using Green Propellant And Thermal Analysis)

  • 김정훈;이재원;이양석;고영성;김유;김선진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.119-122
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    • 2009
  • 본 연구는 친환경 추진제인 과산화수소($H_2O_2$)와 케로신을 추진제로 하는 액체 로켓 엔진에서의 막냉 각 장치 개발을 목적으로 이를 위하여 막냉각링을 설계/제작하고, 수류 시험을 통해 분무 특성과 공급 유량을 확인하였다. 또한 설계/제작된 막냉각링의 성능 예측을 위하여 열해석을 수행하였다. 수류 실험 결과 설계 유량(42.25g/s)이 공급됨을 확인하였고, 상대적으로 유속이 빠르고 홀 개수가 많은 막냉각링이 더 좋은 분무패턴을 보임을 확인하였다. 또한 열해석 결과 설계된 막냉각링이 충분한 냉각 성능을 가짐을 확인하였다.

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미세물분무 소화설비의 현장적용을 위한 실험적 평가

  • 김성원;이경덕;원정일;신창섭
    • 한국산업안전학회:학술대회논문집
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    • 한국안전학회 2002년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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    • pp.227-230
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    • 2002
  • 환경문제를 야기하는 할론 소화설비의 사용이 금지되면서 대체소화설비로 관심을 끌며 연구되기 시작한 미세물분무 소화설비이다. 미세물분무는 고압에서 물을 방사하여 $Dv_{0.99}$가 1,000$\mu$m 미만의 물입자를 만들며 작은 물입자로 인해 표면적의 증가와 증발특성이 우수하고, 산소농도를 감소시키는 질식작용과 화염의 냉각작용에 의해 소화작용을 상승시킨다. 이러한 미세물분무의 소화작용에 대한 소규모 화재실험을 기반으로 유류화재의 진압$\cdot$소화특성에 대한 실용화를 위해 실제크기 화재실험을 하였다.(중략)

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액적의 리바운드 모션에 주목한 분무냉각 막비등 열전달 모델 (Film Boiling Heat Transfer Model of Spray Cooling Focusing on Rebound Motion of Droplets)

  • 김영찬
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.1317-1322
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    • 2004
  • In this report, the heat transfer model of spray cooling on hot surface was developed by focusing on the effect of rebound motion of droplets. In the model, it was assumed that droplets rebound repeatedly on the hot surface and heat transfer upon droplet impact is proportional to sensible heat which heats up the droplets to the saturation temperature. In addition, to take account of the contribution of th heat flux upon impact of rebound droplets, it was assumed that the rebound droplets are distributed following the Gaussian distribution from 0 to L, which distance L is determined by maximum flight distance $L_{max}$. Also the calculated results were compared with existing experimental results.

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