• Title/Summary/Keyword: 액막응축

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수직한 벽면에서 혼합증기(수증기/공기)의 막응축 열전달

  • 박수기;김무환;유건중
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1996.11a
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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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혼합증기(수증기/공기)와 물의 직접 접촉 응축 열전달 현상

  • 이한춘;김무환;박수기
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05a
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    • pp.577-583
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    • 1998
  • 직접 접촉에 의한 응축 열전달은 혼합증기의 레이놀즈수, 비응축 가스(공기)의 질량비, 액막의 레이놀즈수, 그리고 액막의 과냉 정도에 따라 영향을 받게 된다. 이러한 변수들의 영향을 고찰하기 위하여 본 연구에서는 수평면으로부터 87˚ 기울어진 수직 사각 덕트에서 직접 접촉 응축 열전달 실험을 수행하였다. 위의 각 실험 변수에 따른 평균 열전달 대수의 변화를 고찰하였으며, 실험결과로부터 혼합증기 레이놀즈수, 비웅축 가스의 질량비, 액막 레이놀즈수, 그리고 제이콥수를 변수로 하여 직접 접촉 응축 열전달에 대한 평균 누셀트수에 대한 실험 상관식을 도출하였다. 혼합증기의 직접 접측 웅축 열전달에 대한 평균 열전달 계수는 비응축 가스의 질량비가 증가할수록 현저히 증가함을 보였으며, 액막의 과법 정도가 증가할수록 평균 열전달 계수는 감소하였다. 그리고 혼합증기의 레이놀즈수가 30,000 이상의 템위에서는 액막 레이놀즈수의 변화에 따라 평균 열전달 계수의 변화가 거의 없었다.

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A Fundamental Study on Development of a Rotating Horizontal Heat Pipe (회전식 수평 Heat Pipe의 개발에 관한 기초 연구)

  • 임광빈;이진성
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.8 no.2
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    • pp.325-332
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    • 1999
  • When a rotating heat pipe is in operation, liquid condensate returns from the condenser to the evaporator along the inside surface by both components of gravitational and centrifugal forces. It was known that its performance was largely dependent on how to increase the flow rates of condensate and keep the condensate film thickness as thin as possible. Most of research works were focussed on this goal, and various inner wall structures such as tapered wall, stepped wall or coil inserted pipe etc. were developed. In the present study, a stepped wall structure with 3 internal grooves in the condenser and adiabatic zone was examined. For this system, the condensate would flow down to the evaporator through the grooves, resulting a reduced film thickness over the condenser surface. Experimental data showed an enhancement of heat transfer coefficient in the condenser zone. An analytical solution to the condensate film thickness showed that the analytically calculated values of heat transfer coefficient were considerably higher than the experimental data.

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A Study on the Heat Transfer Characteristics in the Composite Heat Pipe as Modeling Turbine Rotor (터어빈 회전차를 모델로하는 복합 히이트파이프의 전열특성에 대한 연구)

  • Kwon, Sun-Sok;Jang, Yeong-Suc;Yoo, Byung-Wook
    • Solar Energy
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    • v.13 no.2_3
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    • pp.120-132
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    • 1993
  • The purpose of this research is to study the characteristics of heat transfer in composite rotary heat pipe as modeled turbine rotating by a finite element analysis and experiment. Nu number, Re number, Pr number and dimensionless condensate layer thickness by thermal input and revolutions per minute were given as analysis factors. The comparison between calculated and experimental data showed similar tendency. Therefore the analysis method may be useful to predict the performance of composite heat pipe. The resistance on heat pipe showed the best effect of heat transfer by film condensation, by decreasing film condensation, the heat transfer rate from condenser was increased rapidly. The dimensionless condensate layer thickness according to Re number at given Pr number showed constant values, the dimensionless condensate layer thickness is proportionate to the square root of inverse of revolution number per minute. In this study Nu=A$({\delta}({\omega}/v)^{-1/2}Re^B)$ is used to the convection heat transfer coefficient and A=0.963, B=0.5025 were obtained as analysis predicts.

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A Study on Characteristics of Heat Transfer for a Rotating Heat Pipe with a Trigonal Cross Section (삼각 단면을 갖는 회전 열파이프의 열전달 특성에 관한 연구)

  • 이진성;김철주;김윤제;최영준;홍성은
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • 1997.10a
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    • pp.114-121
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    • 1997
  • 회전 열파이프의 열전달 성능은 액막 두께 및 증발부로 귀환되는 응축 액막 유동율에 의해 결정된다. 그 동안 응축액 유동율을 촉진시키기 위하여 용기 내벽에 groove, 테이퍼 및 나선형 코일을 삽입하여 유동율을 높이는 방법들이 연구되었다. 본 연구도 회전 열파이프의 내부 관벽 구조에 관한 것으로써 삼각 단면을 갖는 회전 열파이프의 열전달 특성을 파악하고자 하였다. 삼각 단면을 갖는 회전 열파이프는 고속 회전 영역에서 모서리 부분으로 액막이 집중되어 관 내벽에 형성되는 액막 두께를 줄일 수 있으나 증발부에서 국부적인 과열이 발생되어 불안정한 작동 상태를 나타내었다. 따라서 본 연구에서는 개선방안으로 증발부에 부분적으로 원형관을 접합하였으며, 그 결과 dry-out의 억제와 함께 삼각 유동 단면에 의한 액막 두께 감소 효과를 볼 수 있었다. 회전체 발열부 냉각에 적용시키기 위해서는 앞으로 최적의 기하학적 형상에 따른 충전율 및 액막에서의 열전달에 대한 정량적인 해석 연구가 필요할 것으로 생각된다.

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An Experimental Study on the Heat Transfer Characteristics for a Rotating Heat pipe with Grooves in Condenser Region (응축부에 그루브를 갖는 회전 히트파이프의 열 전달 특성에 관한 실험적 연구)

  • 이진성;김철주;임광빈
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.9 no.4
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    • pp.334-341
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    • 2000
  • 회전 히트파이프의 열 전달 특성은 내부 관벽에 형성되는 응축 액막 두께와 증발부로 귀한되는 응축액의 유동율에 의해 결정된다. 본 연구는 축 방향으로 그루브(groove)를 갖는 회전 히트파이프의 열 전달 성능에 대한 실험 연구로써, 그루브에 의한 효과를 파악하기 위해 2종류의 히트파이프를 제작하고 작동성은 시험을 수행하였다. 회전 히트파이프가 작동시, 원심력에 의해 그루브로 응축액의 유동을 촉진시키며, 따라서 응축부 벽면에 형성되는 액막 두께가 얇게 된다. 응축부에 그루브를 갖는 히트파이프의 열전달 계수는 풀 유동에서 2000~4000W/$m^2$$^{0}$ C, 환상 유동 영역에서 1500~2500W/$m^2$$^{0}$ C로써, 전체 원형단면을 갖는 히트파이프와 비교하여 약 1.5배 정도의 열저달 향상을 볼 수 있었으며, 열전달 한계는 약 40% 정도 향상되는 것으로 나타났다.

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Laminar Film Condensation Model of Pure Steam in a Vertical Tube (수직관 내 순수 증기의 층류 액막 응축 모델)

  • Kim, Dong Eok
    • The KSFM Journal of Fluid Machinery
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    • v.17 no.3
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    • pp.33-40
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    • 2014
  • In this study, a new model for calculating the liquid film thickness and condensation heat transfer coefficient in a vertical condenser tube is proposed by considering the effects of gravity, liquid viscosity, and vapor flow in the core region of the flow. In order to introduce the radial velocity profile in the liquid film, the liquid film flow was regarded to be in Couette flow dragged by the interfacial velocity at the liquid-vapor interface. For the calculation of the interfacial velocity, an empirical power-law velocity profile had been introduced. The resulting liquid film thickness and heat transfer coefficient obtained from the proposed model were compared with the experimental data from other experimental study and the results obtained from the other condensation models. In conclusion, the proposed model physically explained the liquid film thinning effect by the vapor shear flow and predicted the condensation heat transfer coefficient from experiments reasonably well.

Observation of Surface Energy Variations and Condensate Behaviors on Nitrogen Ion Implanted Aluminum Surfaces (질소이온 조사된 알루미늄 표면의 표면에너지 변화 및 증기응축 현상 관찰)

  • Kim, Kiwook;Jeong, Ji Hwan
    • Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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    • v.29 no.12
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    • pp.621-627
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    • 2017
  • Nitrogen ion with various levels of dose and irradiation energy was irradiated on aluminum surfaces. Contact angle of surface was increased and surface color was changed by nitrogen ion implantation. During steam condensation experiment using nitrogen ion implanted specimen, dropwise condensation initially occurred on specimens. However, condensation mode eventually changed into filmwise condensation. The color of the surface was also changed from yellow-brown to silver-white. This change of surface color and condensation mode were results of hydrolysis reaction between condensate and nitrogen ion implanted on aluminum surfaces.

Comparison of Numerical Results for Laminar Wavy Liquid Film Flows down a Vertical Plate for Various Time-Differencing Schemes for the Volume Fraction Equation (수직평판을 타고 흐르는 층류파동액막류에 대한 체적분율식 시간차분법에 따른 해석 결과 비교)

  • Park, Il-Seouk;Kim, Young-Jo;Min, June-Kee
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.35 no.11
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    • pp.1169-1176
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    • 2011
  • Liquid film flows are classified into waveless laminar, wavy laminar, and turbulent flows depending on the Reynolds number or the flow stability. Since the wavy motions of the film flows are so intricate and nonlinear, studies on them have largely been experimental. Most numerical approaches have been limited to the waveless flow regime. The various free surface-tracking schemes adopted for this problem were used to more accurately estimate the average film thickness, rather than to capture the unsteady wavy motion. In this study, the wavy motions in laminar wavy liquid film flows with Reynolds numbers of 200-1000 were simulated with various numerical schemes based on the volume of fluid (VOF) method for interface tracking. The results from each numerical scheme were compared with the experimental results in terms of the average film thickness, the wave velocity, and the wave amplitude.

An Improved Heat Transfer Prediction Model for Turbulent Falling Liquid Films with or Without Interfacial Shear (계면 전단응력이 있을 때와 없을 때 하강하는 난류액막에 대한 개선된 열전달 예측 모델)

  • Park, Seok-Jeong;Chun, Moon-Hyun
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.27 no.2
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    • pp.189-202
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    • 1995
  • An improved method is presented for the prediction of heat transfer coefficients in turbulent fall-ing liquid films with or without interfacial shear for both heating or condensation. A modified Mudawwar and El-Masri's semi-empirical turbulence model, particularly to extend its use for the turbulent falling film with high interfacial shear, is used to replace the eddy viscosity model incorporated in the unified approach unposed by Yih and Liu. The liquid film thickness and asymptotic heat transfer coefficients against the film Reynolds number for wide range of interfacial shear predicted by both present and existing methods are compared with experimental data. The results show that in general, predictions of the modified model agee more closely with experimental data than that of existing models.

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