This work investigated the optimal condition for an uniform deposition growth rate in the vertical cylindric CVD chamber. Heat transfer, surface chemical reaction and mass diffusion in the flow field of CVD chamber h,id been computed using Fluent v5.3 code. A SIMPLE based finite Volume Method (FVM) was adopted to solve the fully elliptic equations for momentum, temperature and concentration of a chemical species. The numerical analysis results show good agreements with the measurements obtained by N. Yoshikawa. The results obtained by the numerical analysis showed that the film growth rate in the center of a susceptor is increasing, as the inner flow approaches to the forced convection. To the contrast, as it approaches to the natural convection, that in the outside of a susceptor is increasing. As the Reynolds number increases, the uniformity may not hold due to the larger temperature gradient at a susceptor surface. Therefore, when the temperature gradient on the surface of a susceptor is zero, the film growth rate becomes uniform on most surface.
압력파의 일종인 열음향파는 압축성유체를 급속히 가열 또는 냉각하는 경계면 근처에서 유체가 순간적으로 압축 및 팽창하는 경우에 발생하는 현상으로 자연대류가 일어나지 않는 우주공간에서는 매우 중요한 열전달 메커니즘이다. 본 연구에서는 공기로 채워진 공간에서 급속한 가열에 의하여 발생한 열음향파의 전달특성을 수치적인 방법에 의하여 평가하고자 유한체적법을 기반으로 비정상 지배방정식을 이산화하였으며, PISO알고리즘과 2계 상향기법을 적용하여 해석을 수행하였다. 안정적인 수치해는 50 $\times$ 800 개의 셀과 1 $\times$$10^{-9}$ 시간간격을 적용하여 얻을 수 있었으며, 생성된 열음향파는 유체 속을 통과하면서 점성과 열소산에 의하여 점점 감쇠하여 가는 경향을 보였다. 생성된 압력파는 날카로운 전단과 점점 감소하여 길게 늘어지는 후단부를 갖는 형상을 보였다.
Thermo-acoustic waves can be thermally generated in a compressible flow field by rapid heating and cooling, and chemical reaction near the boundary walls. This mechanism is very important in the space environment in which natural convection does not exist. Also this may be a significant factor for heat transfer when the fluids are close to the thermodynamic critical point. In this study, the generation and transmission characteristics of thermo-acoustic waves in an air-filled confined domain with two-step pulsed heating are studied numerically. The governing equations are discretized using control volume method, and are solved using PISO algorithm and second-order upwind scheme. For the purpose of stable solution, time step was set to the order of $1\times10_-9s,\;and\;grids\;are\;50\times2000$. Results show that temperature and pressure distributions of fluid near the boundary wall subjected to a rapid heating are increased abruptly, and the induced thermo-acoustic wave propagates through the fluid until it decays due to viscous and heat dissipation. Pressure waves have sharp front shape and decay with a long tail in the case of step heating, but these waves have sharp pin shape in the case of pulsed heating.
상변화 에너지 저장장치는 변동하는 액체-고체 상접합면과 자연대류의 존재에 기인한 비선형성 때문에 해석적으로 분석하기가 어렵다. 핀(fin) 형태의 상변화 에너지 저장장치를 준선형화 시켜 열전달을 수치적으로 해석하여 실험 데이타와 비교 검증하였다. 대칭형 수평 핀에 대하여 준선형, 비정상의 얇은 2차원적 모델을 세우고 유한체적방법(FVM)에 의해 시간의 함수로 융해된 상변화물질의 비율과 액체-고체 상접합면의 형상을 예측하였다. 유한체적방법(FVM)에 의한 결과는 실험결과와 비교적 잘 일치하였다. 벽과 융해점 사이의 온도차가 클수록 융해된 상변화물질의 비율은 증가하였으며 대류항을 포함하는 경우가 없는 경우보다 실험결과에 더 가까운 해를 얻을 수 있었다.
As consciousness of safety becomes an important social issue, the demand for protective clothing is increasing. Conventional flame-retardant cotton working wear has low durability, and working wear with m-aramid fibers are stiff, heavy, less permeable, and expensive. In this study, recycled m-aramid and cotton have been blended to produce woven fabric of different compositions to enhance high performance and comfort to solve aforementioned problems. The fabrics were analyzed according to constituents and various structural factors. Mechanical properties were measured using KES-FB system. The measured thermal properties are TGA, $Q_{max}$, TPP and RPP. Fabric with polyurethane yarn covered by m-aramid/cotton spun yarn is observed to have good wearability. The fabric of open end spun yarn showed more stiffness than that of ring spun yarn. The sample with the high count of yarn has more smooth surface. In addition, high m-aramid content fabric is considered to have relatively high stiffness when using as clothing. In TGA the fabric with higher m-aramid content showed more stable decomposition behavior. The fabric having rough surface showed lower heat transfer properties in $Q_{max}$. The influence of the fabric thickness was important in convection and radiant heat test.
본 연구에서는 Gebhart등이 제시한 새로운 밀도식을 사용하여 경사진 등온평 판이 저온의 순수물속에 잠겨있을 때의 자연대류현상을 F.D.M 방법을 사용하여 수치해 석하였다. 이러한 수치 계산으로부터 등온 평판 주위의 속도, 온도분포 및 평균 누 셀트수를 각각 구하고, 주위물 온도 및 평판의 경사각이 등온 평판에 의한 유동 및 열 전달 현상에 미치는 영향을 구명하였다.또한 본 연구결과와 Riu등이 상사해석하여 구한 다중 정상 상태 영역에서의 결과들과 실험적 연구의 결과들을 상회 비교분석하였 다. 여기서 사용한 등온 평판은 기존의 연구들에서 많이 이용하고 있는 가장 이상적 인 등온면인 0.deg. C 얼음면을 택하였다.
장방형 발열체 주위에서의 열전달 현상을 고찰하기 위하여, 주위유체가 공기인 정상 층류상태에서 수직단열판에 한변의 길이가 L인 2개의 등온 사각비임이 부착된 경우 사각비임으로부터의 전열특성을 상 하 비임사이의 간격($0.5{\le}D/L{\le}3.0$)과 Grashof 수를 변수로하여 수치해석 하였다. D/L가 증가함에 따라 하부비임의 하향면과 상부비임의 측면을 제외한 나머지 비임표면의 국소 Nusselt 수는 증가하였으며 최대전체평균 Nusselt 수를 갖는 최적비임간격은 D/L=2.6에서 나타났다. 본 연구는 전자장비나 Computer 등에서 발생되는 열의 방열문제, 그리고 기판상의 Micro-chip 및 부품 등의 효율적인 배열에 관한 기초자료를 제시하는데 목적이 있다.
An experimental study has been performed on the heat transfer by the natural convection from a conducting tube with two axial fins to a surrounding cylinder. In case of vertical fins, the maximum local Nusselt number of conducting tube appears at ${\theta}{\fallingdotseq}145^{\circ}$ and that of outer cylinder appears at ${\theta}=0^{\circ}$, for $l_F=0.3$. In case of horizontal fins, the maximum local Nusselt number of conducting tube appears at ${\theta}=180^{\circ}$ and that of outer cylinder appears at ${\theta}=0^{\circ}$. The local Nusselt number of the upper fin and the downward fin shows negative values for $l_F=1.0$. The local Nusselt number of the lower fin and the downward fin shows higher values than that of the upper fin and the upward fin. The mean Nusselt number of conducting tube in case of vertical fins are increased in order of $l_F=0.6$, 0.3, 1.0 and 0.0, but in case of horizontal fins, in order of $l_F=1.0$, 0.6, 0.3, and 0.0. The mean Nusselt number of outer cylinder in case of vertical fins are increased in order of $l_F=1.0$, 0.0, 0.3 and 0.6, but in case of horizontal fins, in order of $l_F=0.6$, 1.0, 0.3, and 0.0.
본 연구는 장방형 발열체 주위에서의 열전달 특성을 고려하기 위하여 주위유체가 공기인 정상, 층류 상태하에서 수평단열판에 등온 사각비임이 부착된 경우 발열체 주위에서의 자연대류 열전달현상을 단열판의 경사각과 Rayleigh수를 변수로 하여 실험적으로 고찰하였다. 단열판의 경사각 ${\theta}$를 변화시킴으로써 비임의 수평 및 수직표면에 의해 형성되는 열상승류의 영향에 따라 서로 다른 온도장과 유동장이 형성되었고 ${\theta}=45^{\circ}$인 경우의 직각모서리를 제외한 나머지 직각모서리에서 가열된 상승류의 상호작용에 의해 국소 Nusselt수가 증가하였다. Rayleigh수가 증가함에 따라 ${\theta}=90^{\circ}$인 경우 $X_2$표면에서의 Thermal depression 현상이 가장 현저하였으며, ${\theta}=-45^{\circ}$인 경우 $X_1$ 표면에서의 유동 정체현상이 가장 심하였다. 단열판의 경사각을 변화시켜 실험 고찰한 결과 전평균 Nusselt수는 ${\theta}=45^{\circ}$인 경우 최대, ${\theta}=-45^{\circ}$인 경우 최소였다.
Energy and environmental concerns accelerate the interest in passive solar heating in buildings, which utilizes solar energy through natural heat transfer. Moreover concerns about environmentally friendly materials were also increased. This study aims to evaluate the thermal performance of a Trombe wall built with earth. The thermal performance of the Trombe walls was analysed with results from computer simulations with TRNSYS 15. The thermal performance of the three types of Trombe wall was compared.: concrete. rammed earth. adobe. It was found that Trombe wall with the thermal storage wall of earth performed better than that of concrete. Rammed earth and adobe Trombe walls gained 4.7% and 12.8% more solar energy. respectively. than the concrete Trombe wall. In earth-applied Trombe walls. the energy gain by natural convection released from the airspace was about 75% of the total solar gains. that took 15% more than concrete Trombe wall. Rammed earth and adobe Trombe walls seem to be more suitable for buildings that use mostly in daytime. such as school, office and so on.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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