미세 채널에서 혼합 냉매의 유동 비등 열전달에 관한 실험적 연구Experimental study on the flow boiling heat transfer of mixed refrigerant in a microchannel

Cited 0 time in webofscience Cited 0 time in scopus
  • Hit : 653
  • Download : 0
미세 채널에서의 유동 비등 열전달 메커니즘에 대한 실험적 연구가 수행되었다. 또한, 미세 채널에서 순수 냉매와 혼합 냉매에 대한 유동 비등 열전달 상관식이 열전달 메커니즘에 따라서 개발되었다. 이러한 목적을 위해서 내경이 0.19 mm 인 원형 미세관에서 순수 냉매 R123과 R134a 그리고 그들의 혼합 냉매를 이용하여 다양한 조건에 대한 유동 비등 열전달 실험을 수행하였다. 실험 데이터의 분석으로부터, 미세 채널에서의 유동 비등 열전달 메커니즘은 연장 기포 주위의 얇은 액체 필름 증발 메커니즘과 핵비등 및 이상 강제 대류 메커니즘의 두 가지로 나뉘었다. 그리고, 열전달이 둘 중 어떤 메커니즘에 의해서 일어날 것인가는 낮은 건도 조건에서 실제로 가해준 열유속과 핵비등을 위한 최소 열유속을 비교함으로써 판별할 수 있다. 순수 냉매의 경우, 핵비등을 위한 최소 열유속은 이상 강제 대류 열전달 계수와 핵비등을 위한 표면 과열도의 해석식을 연립함으로써 계산된다. 혼합 냉매의 경우에는 최소 열유속이 혼합 냉매와 동등한 물성치를 가지는 순수 냉매의 핵비등을 위한 최소 열유속에 혼합 냉매 수정 인자를 곱함으로써 계산된다. 만일 실제로 가해준 열유속보다 핵비등을 위한 최소 열유속이 클 경우, 전체 건도 영역에서 핵비등이 억제되고, 유동 비등 열전달은 얇은 액체 필름 증발 메커니즘에 의해서 일어나게 된다. 반대의 경우에는 핵비등이 발생하고 열전달은 핵비등 및 이상 강제 대류 메커니즘에 의해서 일어난다. 열전달 메커니즘에 대한 이러한 판별 방법은 실험 데이터와의 비교를 통해서 검증되었다. 미세 채널에서 순수 냉매와 혼합 냉매에 대한 유동 비등 열전달 상관식이 열전달 메커니즘에 근거하여 개발되었다. 각각의 열전달 메커니즘을 분석하고 적절한 무차원수를 도입함으로써 실험 데이터로부터 상관식이 유도되었다. 특히 혼합 냉매의 유동 비등 열전달에서는 동등한 물성치의 순수 냉매에 비해 열전달 계수가 감소하는 현상이 나타났다. 이러한 영향을 반영한 수정 인자를 이용하여, 미세 채널 혼합 냉매의 유동 비등 열전달 상관식이 순수 냉매에 대한 상관식으로부터 확장되었다. 이러한 열전달 계수 감소 현상은 혼합 냉매의 액상과 기상 사이 그리고 각 상 내부에서 일어나는 물질 전달에 기인한다. 각각의 열전달 메커니즘에 대하여 이러한 물질 전달의 영향을 분석하고 열적으로 모델링함으로써 상관식의 수정 인자를 유도하였다.
Advisors
정상권researcherJeong, Sang-Kwonresearcher
Description
한국과학기술원 : 기계공학전공,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2010
Identifier
418632/325007  / 020025253
Language
kor
Description

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공, 2010.2, [ xiii, 129 p. ]

Keywords

혼합냉매; 미세채널; 유동비등; 열전달; Heat transfer; Mixed refrigerant; Microchannel; Flow boiling

URI
http://hdl.handle.net/10203/43430
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=418632&flag=dissertation
Appears in Collection
ME-Theses_Ph.D.(박사논문)
Files in This Item
There are no files associated with this item.

qr_code

  • mendeley

    citeulike


rss_1.0 rss_2.0 atom_1.0