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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박창용
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수29
이 논문의 연구 히스토리 (5)
2022
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본 연구는 쉐브론 형상의 판형 열교환기 내 상변화를 동반한 이상유동 열전달 및 압력강하 특성을 실험을 통해 고찰하였다. 열교환기 내부 물 측 대류 열전달계수를 도출하기 위한 단상실험을 우선 수행하였다. 이후, 유동가시화를 위하여 쉐브론 패턴이 새겨진 에폭시 블록이 체결된 실험장치를 통해 열교환기 내 HFE-7100 냉매의 이상유동 특성을 확인하였다.
상변화 실험 전, 열교환기 내 물측 대류 열전달계수 상관식 개발을 위하여 물 대 물 실험을 수행하였다. 실험에서 얻어진 데이터로부터 wilson-plot method를 통해 물 측 대류 열전달계수에 관한 Nu number 상관식을 개발하였다.
응축과 증발을 동반한 이상유동 실험은 25~55kg/m2s의 범위에서 입구 건도 0.1~0.8, 입구와 출구의 건도 차이는 0.1~0.7 범위에서 각각 0.1 단위로 수행하며 대류 열전달계수와 압력강하, 마찰계수를 측정 및 계산하였다. 초고속 카메라를 통해 열교환기에서 발생하는 냉매의 상변화 과정을 가시화하였다.
이상유동 실험을 통해 응축과 증발 동일한 평균 건도, 동일한 입/출구 건도 조건에서 모두 질량 유량이 클수록 대류 열전달계수 및 압력강하가 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 응축 시 질량 유량, 평균 건도가 증가할수록 대류 열전달계수와 압력강하가 증가한다. 그러나 증발의 경우, 건도가 증가하면 오히려 전열판 근처의 액막이 과도하게 증가하는 dry out이 발생하였다. 이로 인해 압력강하는 증가하지만, 대류 열전달계수는 감소하는 현상이 발생하였다. 이러한 dry out 현상은 질량 유량이 증가할수록 더 늦은 시점에서 발생하는 것을 확인하였다.
상변화 실험 전, 열교환기 내 물측 대류 열전달계수 상관식 개발을 위하여 물 대 물 실험을 수행하였다. 실험에서 얻어진 데이터로부터 wilson-plot method를 통해 물 측 대류 열전달계수에 관한 Nu number 상관식을 개발하였다.
응축과 증발을 동반한 이상유동 실험은 25~55kg/m2s의 범위에서 입구 건도 0.1~0.8, 입구와 출구의 건도 차이는 0.1~0.7 범위에서 각각 0.1 단위로 수행하며 대류 열전달계수와 압력강하, 마찰계수를 측정 및 계산하였다. 초고속 카메라를 통해 열교환기에서 발생하는 냉매의 상변화 과정을 가시화하였다.
이상유동 실험을 통해 응축과 증발 동일한 평균 건도, 동일한 입/출구 건도 조건에서 모두 질량 유량이 클수록 대류 열전달계수 및 압력강하가 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 응축 시 질량 유량, 평균 건도가 증가할수록 대류 열전달계수와 압력강하가 증가한다. 그러나 증발의 경우, 건도가 증가하면 오히려 전열판 근처의 액막이 과도하게 증가하는 dry out이 발생하였다. 이로 인해 압력강하는 증가하지만, 대류 열전달계수는 감소하는 현상이 발생하였다. 이러한 dry out 현상은 질량 유량이 증가할수록 더 늦은 시점에서 발생하는 것을 확인하였다.
목차
I. 서 론 11.1 연구 배경 11.2 연구 개요 4II. 실험장치 및 실험 방법 52.1 Test section 52.2 단상유동 실험장치 92.3 이상유동 실험장치 102.4 실험 조건 122.5 데이터 처리 142.6 측정 불확도 17III. 실험 결과 및 고찰 193.1 단상유동 193.2 이상유동 213.2.1 Condensation flow pattern map 213.2.2 Effect of in/outlet quality difference in PHE condensation 273.2.3 Effect of mass flux in PHE condensation 333.2.4 Evaporation Flow pattern map 353.2.5 Effect of in/outlet quality difference in PHE evaporation 363.2.6 Effect of mass flux in PHE evaporation 423.2.7 상관식 개발 45IV. 결론 53참고문헌 54영문초록(Abstract) 58
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