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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김용찬
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 고려대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수23
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핀관 열교환기의 효율 향상은 시스템에서 전체 에너지 비용을 줄이는데 큰 도움을 준다. 대표적인 열교환기 성능 향상 방법은 핀 구조 및 형상의 변화를 수반한다. 하지만, 차세대 소재인 carbon nanotube(CNT)를 열교환기의 표면에 코팅하면 형상을 변경하지 않고 열전달 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 예상된다. 본 연구는 탄소나노튜브(CNT) 코팅이 핀-관 열교환기의 열전달 성능에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하고자 한다. 열전달 성능은 dry 및 wet 조건에서 각각 열전달계수 및 압력강하를 평가하기 위해 Colburn j-factor 및 f-factor로 분석 한다. CNT를 코팅 하였을 경우의 열교환기 열전달 성능 을 확인하기 위하여 미코팅, 소수성 코팅 및 친수성 코팅으로 표면처리된 열교환기와 비교한다. CNT로 코팅된 열교환기는 CNT의 특성으로 인해 높은 열전달율을 보이며, 표면의 미세한 구조로 인해 열전달을 판단하는 Colburn j-factor가 증가한다. 또한 CNT로 코팅된 열교환기는 CNT의 초윤활성으로 인해 공기 흐름과 표면 사이의 계면에서 낮은 전단응력을 가지며, 테스트된 열교환기 중에서 가장 낮은 압력강하를 나타낸다. 열교환기의 열수력 성능은 jf –1/3 지수로 평가되며, CNT로 코팅된 열교환기는 dry 및 wet 조건에서 jf –1/3 지수가 코팅이 없는 열교환기에 비해 각각 8.9% 및 5.6% 증가하였다.
목차
ContentsAbstract iContents iiiList of Figures vList of Tables viiNomenclature viii제 1 장 서론 11.1 연구배경 11.2 연구동향 21.3 연구목표 및 내용 6제 2 장 실험 장치 구성 및 실험조건 72.1 실험장치 72.2 실험 조건 및 실험시료 132.3 데이터 분석 202.3.1 열전달 측정을 위한 공기측 풍량 계산 202.3.2 Colburn j-factor and Fanning friction factor 232.4 불확실도 분석 262.5 열교환기 열전달계수 상관식 도출 292.5.1 Wilson plot method 292.5.2 상관식 도출 32제 3 장 실험결과 및 고찰 353.1 Dry 조건에서의 CNT coating 효과 분석 353.1.1 각각의 열교환기에 대한 표면 SEM 촬영 결과 353.1.2 Dry 조건에서의 Colburn j-factor 비교 373.1.3 Dry 조건에서의 Fanning friction factor 비교 413.1.4 Dry 조건에서의 thermal-hydraulic performance 비교 453.2 Wet 조건에서의 CNT coating 효과 분석 473.2.1 각각의 열교환기에 대한 전진 접촉각 비교 473.2.2 응축의 형태 (필름형 응축응축, 액적형 응축응축) 503.2.3 시간 경과에 따른 액적 성장 비교 533.2.4 Wet 조건에서의 Colburn j-factor 비교 553.2.5 Wet 조건에서의 Fanning friction factor 비교 583.2.5 Wet 조건에서의 thermal-hydraulic performance 비교 61제 4 장 결론 63참고문헌 65
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