• Title/Summary/Keyword: horizontal convection

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선회유동장에서 Al-Mg/물 마이크로 유동의 대류 열전달에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Convection heat Transfer of Al-Mg/water Micro Fluid in a Circular Tube with Swirl)

  • 장태현;김치원;길상철;이창환
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.16-20
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    • 2012
  • In the past decades, extensive studies on convection heat transfer on internal flow have been conducted by using high specific surface area, by increasing heat transfer coefficient and swirl flow, and by improving the transport properties. In this study, we applied a tangential slot swirl generator to improve heat transfer in a horizontal circular copper tube. The Al-Mg particles (approximately $100{\mu}m$ to $130{\mu}m$) were employed for this experimental work. The copper tube was heated uniformly by winding a heating coil with a resistance of 9ohm per meter for heat transfer. Using Al-Mg particles, experiments were performed in the Reynolds number range of 5,000 to 13,130, with and without swirl. Experimental data transfers or comparisons between Nusselt numbers with and without swirl along the test tube and Reynolds numbers are presented. The Nusselt number is improved by increasing Reynolds numbers or swirl intensities along the test tube.

수평채널 내 고 점성유체의 볼텍스 유동에 관한 3차원 수치해석(1) (Three-Dimensional Numerical Study on the Vortex Flow in a Horizontal Channels with High Viscous Fluid)

  • 박일용;김정수;배대석
    • 동력기계공학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.79-86
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    • 2014
  • Mixed convective vortex flow in the three-dimensional rectangular channel filled with high viscous fluid(Pr=909) is investigated computationally under various operating conditions. The Reynolds number is varied from 0 to $5{\times}10^{-1}$, the Rayleigh number from $10^3$ to $5{\times}10^4$. The three-dimensional governing equations are discretized using the finite volume method. The effects of Reynolds number and Rayleigh number are presented and discussed. From a parametric study, it is found that vortex flow pattern of mixed convection in rectangular channels can be classified into three flow patterns basically, but the new vortex flow structures containing wave rolls are found, which are affected by Rayleigh number and Reynolds number. From this results, we can draw a flow regime map to delineate various vortex flow patterns in the high viscosity fluid mixed convective flow.

평판형(平板形) 태양열집열기(太陽熱集熱器)의 최적(最適)하니콤 크기에 관(關)한 연구(硏究) (An Experimental Study on Optimum Honeycomb Sizes of a Flat-Plate Solar Collector)

  • 김태진;김종보
    • 태양에너지
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    • 제8권2호
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    • pp.3-11
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    • 1988
  • To suppress the natural convection within enclosure spacing it has been shown theoretically and experimentally that the introduction of cell walls will effectively raise the critical Rayleigh number by providing more shear surfaces within the fluid. For a solar collector, a useful solar thermal converter requires effective control of heat losses. It has been reported that the natural convection can be suppressed and the heat performances of the solar collector increased by placing thin, poorly conducting material honeycomb between the absorber plate and the coverglass. The heat performances were measured and compared directly throughout the simultaneous installation of two solar collectors, one with honeycomb structures fabricated from thin poly carbonate sheet and the other without honeycomb structures. Various tilt angles of 30, 45 and 60 deg. from the horizontal and the honeycomb sizes ($W{\times}H$) of $10{\times}10,\;10{\times}20$ and $10{\times}40mm$ were utilized in the present investigation. It is found that the larger the tilt angle are, the greater the heat losses are, and that the smaller the honeycomb size is, the larger suppression effect of heat losses are. Especially, at tilt angles of 30 degree, the heat use ratio of solar collector with the honeycomb sizes of $10{\times}10mm$ improved approximately 29.5% more than that without honeycomb structures.

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수평 원통관의 열전도율과 두께가 자연대류 열전달에 미치는 영향 (Effects of Conductivity and Thickness on Natural Convection Heat Transfer From a Horizontal Circular Tube)

  • 정영식;강병희;권순석
    • 대한기계학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.265-279
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    • 1986
  • Ra=$10^{6}$, Pr=5에서 관열전도율과 두께가 변화할 때의 단일수평관에서의 자연대류 열전달에 관하여 유한차분법을 이용하여 해석적으로 연구하였다. .delta.$_{w}$ /d$_{o}$ =0.1에서 관열전도율이 높을수록 높은 온도와 높은 국소 누셀트 수를 나타 내며, .theta.=20。에서의 원주방향속도는 (r-r$_{o}$ )=0.08에서 최대가 되며 반경방향속 도는 (r-r$_{o}$ )=0.14에서 최대가 된다. 관외벽온도는 관 두께가 증가함에 따라 거의 유사하게 감소한다. $K_{w}$ /K$_{f}$ =75에서 각도변위가 증가함게 따라 국소 누셀트수는 현저히 증가하나 관 두께가 증가함에 따라서는 감소한다. .delta.$_{w}$ / d$_{o}$ =0.1에서 평균 누셀트수와 평균 온도는 무차원 열전도율이 증가함에 따라 $K_{w}$ /K$_{f}$ >15에서는 평균 누셀트 수는 서서히 증가하고 평균 온도는 거의 같 은 값을 가지며 지수함수로 표시할 수 있었다. $K_{w}$ /K$_{f}$ =75,50에서 평균 누 셀트수와 온도는 무차원 관 두께가 증가함에 따라 거의 직선적으로 감소되며 선형 함 수로 나타낼 수 있었다.

두 평판 사이의 난류 열대류의 수치해석 (Numerical analysis of turbulent thermal convection between two flat plates)

  • 이장희;윤효철;정명균
    • 대한기계학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.137-151
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    • 1988
  • 본 논문에서는 아래 평판은 높은 온도 $T_{h}$로 유지되고, 위의 평판은 낮은 온도 $T_{i}$로 유지되어 있을 때 온도차에 의하여 발생하는 난류 열대류 문제를 난류모델 방정식을 사용하여 수치적으로 해석하고자 한다.다.다.

단형 수직환형 다공성 물질에 있어서의 자연 대류에 대한 수치해석 (Numerical Study of Natural Convection in Porous Media Bounded by Short Vertical Annulus)

  • 윤종혁;김종보
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.979-990
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    • 1989
  • 본 연구에서는 종횡비가 1보다 크고 내부 벽면에 일정한 열유속을 가지고 외부벽은 등온으로 유지되며 나머지 벽은 단열된 수직환형 원통형에 대한 연구를 바탕으로 같은 경계조건으로 종횡비를 1이하로 감소할 때에 Darcy의 법칙을 기초로 유한차분법을 사용, 수치적으로 해석하여 다세포 유동의 존재 여부와 온도 분포 및 열전달율을 계산하였다.

화물 컨테이너용 액상 백 내부 PCM의 용융 과정에 대한 열유동 특성 해석 (Heat and Flow Characteristics During Melting Process of a PCM Inside a Liquid Flexitank for Cargo Containers)

  • 쑨리롱;김준현;나재훈;성재용
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.6-17
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    • 2024
  • This study examined the natural convection heat flow characteristics of the melting process of PCM (palm oil) inside a liquid flexitank(bag) for a cargo container. A film heating element was installed on the bottom of the container, and numerical analysis was performed under heat flux conditions of 1,000 to 4,000 W/m2. As a result, the melt interface of the PCM rises to a nearly horizontal state over time. In the initial stage, conduction heat transfer dominates, but gradually waves at the cell flow and melt interfaces are formed due to natural convection heat transfer. As melting progresses, the Ra number increases parabolically, and the Nu number increases linearly and has a constant value. The Nu number rises slowly under low heat flux conditions, whereas under high heat flux conditions, the Nu number rises rapidly. As the heat flux increases, the internal temperature oscillation of the liquid phase after melting increases. However, under high heat flux conditions, excess heat exceeding the latent heat is generated, and the temperature of the molten liquid is raised, so the increase in melting rate decreases. Therefore, the appropriate heating element specification applied to a 20-ton palm oil container is 2,000 W/m2.

아래로 향한 수평가열판이 있는 수조에서의 자연대류 (Natural Convection in a Water Tank with a Heated Horizontal Plate Facing Downward)

  • Yang, Sun-Kyu;Chung, Moon-Ki;Helmut Hoffmann
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제27권3호
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    • pp.301-316
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    • 1995
  • 아래를 향한 가열 수평 평판이 있는 수조에서의 자연대류 현상을 규명하기 위한 실험적, 해석적인 연구를 수행하였다. 이는 압력용기 하부에 용융물이 있을때 캐비티내에서의 열수력현상을 규명하기 위한 간단화된 모델에 관한 연구이다. 압력 용기는 하부에 가열평판이 부착된 직육면체 단열 상자로 모의하고 이 상자는 물이 차 있는 수조에 설치된다. 냉각기는 정상상태의 유동 조건을 만들기 위해 상자와 수조사이의 U자 형태의 유동 영역에 설치된다. 실제 압력용기 하부에서는 다상 유동이 발생할 확율이 크나본 연구는 복잡한 다상 유동의 열수력 현상을 규명하기 위한 첫 단계 시도로서 단상유체를 사용한 실험 및 해석 연구이다. 본 연구에서는 가열 평판 아래에서의 자연대류현상특성을 더욱 잘 이해하기 위해 LDV와 열전대를 사용하여 속도와 온도를 측정하였다. 또한 입자가 부상된 유동장을 사진 찍어 유동을 가시화 하였다. 실험결과는 다음과 같다. 유체는 가열판과 냉각기가 작동할 때 매우 효과적으로 전 유동장에 걸쳐 순환한다. 가열판 하부에서 유동이 정체된 영역이 있고 매우 얇은 열 경계층을 갖는 두드러진 온도의 성층현상이 관찰되었다. FLUTAN Code를 이용한 해석은 속도를 합리 적으로 예측할 수 있다는 결과를 보여 주었다.

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냉매 R-407c의 수평평골 응축관내 열전달특성에 관한 연구 (Heat transfer characteristics of R - 407C condensing inside smooth horizontal tubes)

  • 오후규;문정욱;노건상
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제21권2호
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    • pp.144-156
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    • 1997
  • Experimental results for forced convection heat transfer of pure refrigerant and nonrefrigerant mixtures during condensing inside horizontal smooth tubes, double pipe heat exchanger of 7.5 mm ID and 4 000 mm long inside tube, are presented. Pure refrigerant R - 22 and R - 407 c, the mixture of R - 32 + R - 125 + R - 134a (23/25/52, wt %) are used as the test fluids. The ranges of parameters are $114.3{\sim}267.1 kg/(m^2 {\cdot} s)$ of mass velocity, <0$\sim$1.0 of quality. The vapor pressure, vapor temperature and tube wall temperature were measured. Using these data, the local and average heat transfer coefficients for the condensation are obtained. At the same given experimental conditions, the condensation heat transfer coefficients for NARMs R - 407c were lower than those for the pure refrigerant of R - 22. Local heat transfer characteristics for R - 407c were different from pure refrigerant R - 22. The condensaheat transfer coefficients for R - 407c and R - 22 increased with mass velocity. Based on the data a prediction method was presented for the calculation of dimensionless average heat transfer coefficient.

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마이크로핀관에서의 냉매 R-22, R-407C의 응축전열특성에 관한 연구 (Condensation heat transfer characteristics of R-22 and R-407C in micro-fin tubes)

  • 노건상
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제32권1호
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    • pp.50-56
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    • 2008
  • Experimental results for forced convection condensation of Refrigerant-22 and ternary Refrigerant-407C(HFC-32/125/134a 23/25/52 wt%) which is being considered as a substitute R-22 inside a horizontal micro-fin tube are presented. The test section was horizontal double-tube counterflow condenser with a length 4,000 mm micro-fin tube, having 8.53 mm ID, 0.2 mm fin height and 60 fins. The range of parameters of mass velocity were varied from 102.1 to 301.0 kg/(m2.s) and inlet quality 1.0. At the given experimental conditions. the average heat transfer coefficients for R-407C were lower than that for R-22 at a micro-fin tube. Over the mass velocity range tested. the PF(penalty factor) for R-22, R-407C were lower than the increasing ratio of heat transfer area by fins, and the EF(enhancement factor) for R-22, R-407C were higher than the increasing ratio of heat transfer area by fins.