The performance of air-to-air heat exchanger has been investigated with rotating porous plates newly developed in this study. With an equal interval of 18 mm, the rotating porous plates are installed inside the heat exchanger where the hot and cold airs enter at opposite ends. When flowing in opposite directions by the separating plate installed in the center of the rotating porous plates, the airs give and receive the heat each other. Dry bulb temperature is set by adjusting heat supply at heater. In order to measure the temperature distribution of the hot air side inside heat exchanger, the thermocouples are inserted between the plates. The first location of thermocouple is 10mm downstream from the inlet of heat exchanger, and succeeding ten locations are aligned at an equal interval of 18mm. From the experiment of air-to-air heat exchanger with the rotating porous plates, the heat transfer rate increased as both air flow rate and RPM of the rotating porous plate increased. It was found that the overall heat transfer coefficient increased with the increase in RPM of porous plate at the conditions of the same air flow rate.
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.
해상에서는 UN산하 IMO(International Maritime Organization, 국제해사기구)는 선박에서 배출하는 $CO_2$량을 2030년까지 30 %까지 줄이는 것을 목표로 설정하고 있다. 본 연구는 이러한 상황에 대응하고 친환경기술의 개발을 목표로 선박용 내연기관에서의 폐열을 이용하는 열전발전시스템 개발에 최종목표를 두고, 본 논문에서는 선박용 열전발전시스템 개발에 앞서 기초 열해석을 실시하고 분석하였다. 그 결과 다음과 같은 열전발전시스템의 효율향상에 관한 유효한 방법을 얻어 낼 수 있었다. 1) 고온측 열원과 모듈간 온도차를 줄여 모듈의 온도차를 늘리는 것으로 열전발전시스템의 효율이 8.917 %로 향상되는 것을 알 수 있었다. 2) 외부부하저항의 변화에 따른 시스템 효율은 약 6 %로 그 변화폭이 크게 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 3) 동일 계산 조건에서 방형관의 재질이 스테인레스인 경우의 시스템 효율이 8.707 %로 두랄루민(8.605 %), 동(8.607 %)보다 높을 것을 확인할 수 있었다.
원심식 박막증발기를 이용해 마늘착즙을 증발 농축하면서 급액속도가 증발표면에서의 액의 흐름상태와 운전 특성에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 급액속도 $25{\sim}125kg/h$의 운전 조건하에서 증발표면에서의 이론적인 박막의 두께는 $0.52{\sim}0.89mm$ 그리고 체류시간은 $1.77{\sim}6.75$초로 계산되었다. 한편 Reynolds number로 판단해 볼 때 증발표면에서의 마늘착즙의 흐름은 대체로 층류로 여겨졌다. 일정한 증기 및 증발온도 조건하에서 농축비는 급액속도가 증가함에 따라 감소한 반면 증발속도와 총괄열전달계수는 어느 일정한 값까지 증가하다가 감소하는 경향을 나타내었다. 그리고 급액속도 $25{\sim}125kg/h$(증발온도 $40^{\circ}C$, 증기온도 $95{\sim}120^{\circ}C$, 급액의 초기농도 $32^{\circ}Brix$)에서 농축비는 $1.04{\sim}2.04$, 총괄열전달계수는 $3,074.33{\sim}17,614.70kJ/m^{2}{\cdot}h{\cdot}^{\circ}C$ 였다.
Fouling of heat exchangers is generated by water-borne deposits, commonly known as foulants including particulate matter from the air, migrated corrosion produces; silt, clays, and sand suspended in water; organic contaminants; and boron based deposits in plants. The fouling is known to interfere with normal flow characteristics and reduce thermal efficiencies of heat exchangers. This paper describes the fouling analysis technique developed in this study which can analyze the thermal performance for heat exchangers and estimate the future fouling variations. To develop the fouling analysis technique fur heat exchangers, fouling factor was introduced based on the ASME O&M codes and TEMA standards. For the purpose or verifying the fouling analysis technique, the routing analyses were performed for four heat exchangers in several nuclear power plants; two residual heat removal heat exchangers of the residual heat removal system and two component cooling water heat exchangers of the component cooling water system.
In this study, the performance characteristics of a welded plate heat exchanger was investigated experimentally. Performance tests were carried out according to the flow rate and inlet temperature of working fluid. As a result, the heat transfer capacity increased by 335.5 kW with an increasing the flow rate and temperature difference between hot and cold side. However, the overall heat transfer coefficient was increased with the increase of flow rate, and it was not effected significantly from inlet temperature difference between hot and cold working fluid. The pressure drop was increased by 55.78 kPa with an increasing the frow rate when the flow rate ratio between hot and cold side 1:1. However, the tendency of pressure drop was difference when flow rate ratio wasn't 1:1. In case that the flow rate ratio between hot and cold side was not 1:1, the pressure drop at the low flow rate side was higher than that when the flow rate ratio was 1:1, while pressure drop of the other side was decreased compared to that when the flow rate ratio was 1:1.
In this study, we compare thermal performance between four different types of cold plates for humanoid robot cooling. Two commercially available cold plates made of copper have different dimensions and internal flow paths: One has $20{\times}20$$mm^2$ base area with micro-channels and the other has $62.5{\times}62.5$$mm^2$ base area with 85 round pin-fins. And two different types of cold plates of $20{\times}20$$mm^2$ base area with 7 mm high are made of PC (polycarbonate), which aims to reduce the weight of cooling system. All cold plates are mounted on a $20{\times}20$$mm^2$ copper block with two cartridge heaters of 30 $W/cm^2$. The overall heat transfer coefficient and thermal resistances for the liquid-cooled cold plates are obtained. The copper cold plate with micro-channels showed the best performance. Polycarbonate cold plates display fairly good thermal performance with more reduced system weight.
Experiments have been carried out to investigate the evaporation heat transfer characteristics of various tubes on which hydrophilic surface treatment using plasma was employed. Spiral, corrugated and low-finned tubes were selected as test tubes. The evaporator tubes were bundled to form three rows of tubes connected in series, with each row being 400mm long. The results obtained indicate that hydrophilic treated tubes tested exhibit better evaporation heat transfer performance as compared with untreated tubes. It is found that the high wettability of the surface obtained through hydrophilic treatment induces film flow onto the tubes during the evaporation process, while sessile drops are formed on untreated tubes.
Our lab designs a heat exchangers for hydrogen gas. Coolant is water, thus it is very difficult to determine heat transfer parameters in this gas-liquid system. Repeated experiments gives overdesign value 6.06%, overall heat transfer coefficient 36.32 ($kcal/m^2-hr-^{\circ}C$) for Hydrogen. Theoretically determined overall heat transfer coefficient is 38.44 ($kcal/m^2-hr-^{\circ}C$). Our lab simulated this system and overdesign 30.4% shows good match with this experiment by HTRI. These parameters are in same range with literature.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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