금속표면 특성에 따른 핵비등 열전달의 실험적 고찰

Abstract

본실험은 비등열전달에 관한 연구를 주로 실험을 통하여 결과를 유도했다. 실험은 Freon-11($C Cl_3F$) 와 Cu 금속표면과 Cu 소결표면에 대하여 실험했으며 Cu 금속은 EMERY Paper의 종류에 따라 표면 가공한 것과 130 μ Cu 분말입자로 소결한 시편을 가지고 수평 전열면에서 Pool boiling 실험으로 전열표면온도와 유체의 온도와의 차에 따른 비등곡선을 구하였다. 결과에서 얻은 자료와 같이 본실험은 비등곡선 III영역을 주로 대상으로 실험하여 얻은 것이며 결과분석은 금속표면조건 즉 조도에 따라 비등곡선의 변화를 가져오며 열속은 ΔT의 지수 함수에 비례하며 지수 m의 값은 금속표면에서는 4.0 ~ 5.0이고 소결표면에서는 2.2이고 1보다 큼을 알 수 있다. 소결표면은 금속 표면보다 적은 ΔT에서 비등이 일어나며 적은 ΔT에서 큰 열전달을 나타낸다. 실험결과 비등열전달효과는 소결표면에서 효과적이며 적은 ΔT에서 큰 열전달은 얻을 수 있으므로 장차 저온에너지 개발의 일환으로 연구되고 있는 태양열 에너지 집열기, 열교환기에 이용되면 큰 성과를 거둘 수 있다. 일반적으로 소결표면은 금속표면보다 적은 ΔT에서 사용될 수있고 고열전달을 가지므로 이용가치가 충분히 있으나 현재 여기에 약간의 문제해결이 필요하다. 소결표면제작에 따른 기술과 소결용 접착제의 개발 및 대량생산에 따른 Cost저렴이 있으며 소기의 성과를 얻기 위하여 해당유체에 대한 소결금속분말의 입자크기, 소결조건, 소결두께에 따른 최적치를 찾는 연구가 계속되어야한다.