• 제목/요약/키워드: 열/물질전달

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엇갈리게 배열된 두 개의 수평관에서 수평 피치-직경비에 따른 자연대류 열전달 영향 (Effect of Horizontal Pitch-to-Diameter Ratio on the Natural-Convection Heat Transfer of Two Staggered Cylinders)

  • 채명선;허정환;정범진
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권3호
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    • pp.259-268
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    • 2012
  • 엇갈리게 배열된 두 개의 수평관의 수직 이격거리($P_v$/D)와 수평 이격거리($P_h$/D)를 변화시키며 자연대류 열전달을 실험적으로 측정하였다. 열/물질전달의 상사성을 이용하여 물질전달 실험을 수행하였고 난류영역까지 확장하였다. Pr 수 2,014, RaD 수 $1.5{\times}10^8\sim2.5{\times}10^{10}$, $P_v$/D는 1.02~5, $P_h$/D는 0~2 범위에서 수행하였다. 하단 수평관의 물질전달은 단일 수평관 상관식의 예측치와 일치하였다. 상단 수평관의 물질전달은 $P_v$/D가 작을 때, 하단 수평관에서 상승하는 플룸의 예열영향(Preheating effect)으로 인해 감소하였고, $P_h$/D가 증가하면 급격히 상승하였다. 그러나 $P_v$/D가 클 때, 상단 수평관의 물질전달은 하단 수평관의 플룸 속도영향으로 인하여 단일 수평관보다 컸고, $P_h$/D가 증가함에 따라 완만하게 감소하였다. $P_h$/D가 매우 증가하여도 굴뚝효과(Chimney effect)와 측면유동효과(Side flow effect) 인하여 상단 수평관의 열전달이 하단 수평관의 열전달보다 크게 나타났다.

큰 회전각을 가지는 터빈 블레이드 표면에서 나프탈렌승화법을 이용한 열(물질)전달계수 측정 (Measurements of Heat (Mass) Transfer Coefficient on the Surface of a Turbine Blade with n High Turning Angle Using Naphthalene Sublimation Technique)

  • 권현구;이상우;박병규
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제26권8호
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    • pp.1077-1087
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    • 2002
  • The heat (mass) transfer characteristics on the blade surface of a high-turning first-stage turbine rotor for power generation has been investigated by employing the naphthalene sublimation technique. A four-axis profile measurement system is developed successfully for the measurements of local sublimation depth on the curved surface In the leading edge region, there is a good agreement between the present heat (mass) transfer data and the previous result on a turbine blade with a moderate turning angle, but some discrepancies are found in the mid-chord heat (mass) transfer between the two results. The local heat (mass) transfer on the present suction surface is greatly enhanced due to an earlier boundary transition, compared with that on a turbine blade with a moderate turning angle, meanwhile there is only a slight change in the pressure-side heat (mass) transfer between the two different turbine rotors. In general, the heat (mass) transfer augmentation by the endwall vortices is found much higher on the suction surface than on the pressure surface.

저온 평판형 고체산화물 연료전지 내부 열 및 물질전달 현상에 대한 전산해석 (Computational Analysis of Heat and Mass Transfer in a Planar-type Solid Oxide Fuel Cell)

  • 정희석;차훈;손정락;노승탁
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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    • pp.648-654
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    • 2005
  • The performance prediction of a planar-type solid oxide fuel ceil is conducted by a computational analysis. The transport processes are formulated with the help of a simplified treatment of heat generation by the electrochemical reaction. From the result of the computational analysis, it is shown that the electrochemical reaction is closely related to the transport phenomena inside a solid oxide fuel cell. Transport phenomena including heat and mass transfer have influence on the distribution of local current density and as a result, on the performance characteristics of the fuel cell. Computational analysis is also extended to the parametric study to investigate the performance behavior of the fuel cell with different amount of supplied fuel flow rates. It is also demonstrated that the mathematical formulation and computational procedures proposed in this study can be applied to prove the importance of the specific TPB(Three-Phase-Boundary) area in the manufacturing process of electrodes in a solid oxide fuel cell.

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쐐기형 요철이 설치된 사각덕트에서의 열/물질전달 및 압력강하 특성 (Heat/Mass Transfer and Pressure Drop in A Square Duct with V-Shaped Ribs)

  • 최청;이동호;조형희
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제26권11호
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    • pp.1542-1551
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    • 2002
  • The present study investigates the convective heat/mass transfer characteristics and pressure drop inside the rib-roughened cooling passage of gas turbine blades. The internal cooling passage is simulated using a square duct with h- and V-shaped rectangular ribs which have a 60。attack angle. A naphthalene sublimation technique is employed to determine the detailed local heat/mass transfer coefficients using the heat and mass transfer analogy. The ribs disturb the main flow resulting in the recirculation and secondary flows near the ribbed wail. The secondary flow patterns and the local heat transfer in the duct are changed significantly according to the rib orientation. A square duct with ∧ - and V-shaped ribs have two pairs of secondary flow due to the rib arrangement. Therefore, the average heat/mass transfer coefficients and pressure drop of ∧ - and V-shaped ribs are higher than those of the continuous ribs with 90$^{\circ}$ and 60$^{\circ}$attack angles. The ∧-shaped ribs have higher heat/mass transfer coefficients than the V-shaped ribs, and the uniformity of heat/mass transfer coefficient are increased with the discrete ribs due to the flow leakage and acceleration near the surface.

회전각이 큰 터빈 동익 누설유동 영역에서의 열(물질)전달 특성 (Heat(Mass) Transfer Characteristics in the Tip-Leakage Flow Region of a High-Turning Turbine Rotor Blade)

  • 이상우;권현구
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제28권5호
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    • pp.535-544
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    • 2004
  • The heat (mass) transfer characteristics in the tip-leakage flow region of a high-turning first-stage turbine rotor blade has been investigated by employing the naphthalene sublimation technique. The heat transfer data in the tip-leakage flow area for the tip clearance-to-span ratio, h/s, of 2.0% are compared with those in endwall three-dimensional flow region without tip clearance (h/s : 0.0 %). The result shows that the thermal load in the tip-leakage flow region for h/s = 2.0% is more severe than that in the endwall flow region for h/s : 0.0%. The thermal loads even at the leading and trailing edges for h/s = 2.0% are found larger than those for h/s = 0.0%. The tip-leakage flow results in heat transfer augmentations near the tip on both pressure and suction sides in comparison with the mid-span results.

나프탈렌승화법을 이용한 터빈 익렬 끝벽에서의 열(물질)전달계수 측정 (Measurements of Endwall Heat(Mass) Transfer Coefficient in a Linear Turbine Cascade Using Naphthalene Sublimation Technique)

  • 이상우;전상배;박병규
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권3호
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    • pp.356-365
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    • 2001
  • Heat (mass) transfer characteristics have been investigated on the endwall of a large-scale linear turbine cascade. Its profile is based on the mid-span of the first-stage rotor blade in a industrial gas turbine. By using the naphthalene sublimation technique, local heat (mass) transfer coefficients are measured for two different free-stream turbulence intensities of 1.3% and 4.7%. The results show that local heat (mass) transfer Stanton number is widely varied on the endwall, and its distribution depends strongly on the three-dimensional vortical flows such as horseshoe vortices, passage vortex, and corner vortices. From this experiment, severe heat loads are found on the endwall near the blade suction side as well as near the leading and trailing edges of the blade. In addition, the effect of the free-stream turbulence on the heat (mass) transfer is also discussed in detail.

Single Port 하이브리드 로켓에서의 고체연료 질량유속을 고려한 연소특성 연구 (A Study on Combustion Characteristic with Mass Flux of Solid fuel in Single Port Hybrid Rocket)

  • 이정표;김수종;이승철;김진곤
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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    • pp.246-250
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    • 2006
  • 일반적인 하이브리드 추진의 연소특성은 산화제 질량유량에만 의존하는 후퇴율로 표현하지만, 이러한 실험식은 하이브리드 고체연료의 열 화학적 특성에 따른 영향을 잘 나타내지 못한다. 따라서 본 연구에서는 여러종류의 연료를 사용하여 연소특성을 후퇴율 대신 고체연료의 물질전달 수(B number)로 고찰하였다. 본 실험에서는 연료로 PMMA, PP, PE를 사용하였고, 산화제로 가스 산소를 사용하였다. 가스 산소의 유량은 직경이 다른 여러개의 쵸킹 오리피스로 제어했고, 산화제 공급 범위는 $3.66\sim45.3g/sec$ 이었다. 결과적으로 고체연료의 질량유속에 대한 실험식은 물질전달 수와 산화제의 질량유속으로 얻어지며, 실험식은 다음과 같다; $\dot{m}^{"}_f\;=\;0.0175G^{0.55}B^{0.4}$.

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분무열분해법에 의한 $SnO_2$ 박막의 증착 (The Deposition of $SnO_2$ Films by Spray Pyrolysis)

  • 김태희
    • 태양에너지
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    • 제15권2호
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    • pp.91-99
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    • 1995
  • 분무열분해법으로 $SnO_2$ 박막을 증착하여 반응변수들이 증착에 미치는 영향을 연구하였다. 분무용액의 농도가 0.01M인 경우 증착온도가 낮을 때에는 증착과정이 표면반응의 지배를 받으며 증착온도가 증가함에 따라 $400^{\circ}C$까지는 물질전달의 지배율이 증가한다. $400^{\circ}C$ 이상에서는 분무압력이 낮을 때는 물질전달의 지배율이 증가한다. $400^{\circ}C$ 이상에서는 분무압력이 낮을 때는 물질전달에 의해, 분무압력이 높을 때는 표면반응에 의해 지배를 받는다. 분무용액의 농도가 증가함에 따라 증착속도는 증가하였으며 본 실험의 경우 Rideal-Eley 기구에 의해 증착반응이 일어났다. 기판의 온도가 증가함에 따라 증착속도는 증가하다가 $400^{\circ}C$ 이상에서는 균일한 핵생성에 의하여 증착속도는 감소하였다. 분무지속 시간에 비례하여 증착층의 두께는 증가하였으며 기판과 증착층간에는 물리적인 접착을 이루고 있다.

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비균일 열전도성 반응블럭의 반응특성 연구 (A Kinetic Study of Non-uniform Thermal Conductive Reaction Block)

  • 박성호;윤여일;김성현
    • 공업화학
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    • 제8권5호
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    • pp.872-879
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    • 1997
  • 암모니아와 금속염과의 기-고 반응을 이용한 화학열펌프에서 열전달 특성과 물질전달 특성을 개선하기 위하여 금속염을 팽창흑연에 반지름 방향으로 겉보기 밀도가 증가하도록 함침시켜 새로운 비균일 열전도성 반응블럭을 제조하였다. 이것은 겉보기 밀도가 반지름 방향으로 165, 222, 279, 337, $394(kg/m^3)$로 증가하도록 만든 것으로 균일 열전도성 반응블럭과 반응특성을 비교하였다. 실험결과 열전달특성은 비균일 열전도성 반응블럭이 훨씬 좋았고, 반응을 반복함에 따라 물질전달과 반응특성이 개선되었으며 반응의 재현성도 양호함을 알 수 있었다.

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충돌제트/유출냉각기법에서 횡방향유동이 열/물질전달에 미치는 영향 (Effect of Crossflow on Heat (Mass) Transfer of an Impingement/Effusion Cooling System)

  • 남용우;최종현;조형희;조형희
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.2219-2226
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    • 2003
  • Two perforated plates are placed in parallel and staggered arrangements with a gap distance of 2 times of the hole diameter, and initial crossflow passes between the plates. Both the injection and effusion hole diameters are 10 mm, and the Reynolds number based on the hole diameter and hole-to-hole pitch are fixed to 10,000 and 6 times of the hole diameter, respectively. To investigate the effect of crossflow, the flow rate of crossflow is changed from 0.2 to 2 times of that of the impinging jet. A naphthalene sublimation method is used to determine the local heat/mass transfer coefficients on the upward facing surface of the effusion plate. With the initial crossflow, the heat/mass transfer rates on the effusion (target) plate decrease as the velocity of crossflow increases, since the crossflow induces the locally low transfer regions formed at the mid-way between the effusion holes. However, the impingement/effusion cooling with crossflow presents higher heat/mass transfer rates than the array jet impingement cooling with the same initial crossflow.

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