분야
hwp2. 이론적 배경
2.1 풀 비등 매커니즘과 기포의 발생
2.1.1 풀 비등 열전달 매커니즘
2.1.2 풀 비등 열전달계수 상관식
2.1.2-1 핵비등 열전달에 영향을 미치는 인자들(Factors)
2.1.2-2 무차원 변수 상관식
2.1.2-3 상관식의 일반적 형태
2.1.2-4 기존의 상관식
2.2 비등 촉진관을 이용한 비등 열전달 촉진
2.2.1 비등 촉진관의 개발
2.2.2 마이크로 촉진관에 대한 비등 열전달 연구.
2.2.2-1.열전달 촉진 기술의 분류
2.2.2-2. reentrance cavity 촉진관
2.2.2-3. subsurface tunnels 촉진관
현재 전 세계는 화석연료의 무절제한 사용으로 인해서 지구 온난화 및 이에 따른 이상기후 현상이 많이 발생하고 있다. 이런 상황에 따라 세계적으로 에너지 효율증대와 환경오염방지 및 에너지 절약에 큰 관심을 갖고 있다. 지구 온난화를 줄이기 위해서는 보일러, 전자기기, 원자로, 냉난방기 등의 열교환기 산업에서는 열유속 및 임계열유속 촉진방법의 개발 및 활용이 매우 중요하며, 이를 위해서 사용되는 작동유체의 2상 비등 열전달 향상을 이루는 것이다.
비등 열전달 향상을 통해 안정성을 향상시킬 뿐만 아니라, 열효율을 증대시킴으로써 상당한 에너지 절감과 이에 따른 기기의 소형화가 가능하기 때문에 산업전반에 걸쳐 여러 종류의 열 방출 시스템에 사용되어 왔고 많은 연구가 진행되었다. 특히 에너지문제를 해결하기 위해서 원자력 발전이 큰 관심을 얻고 있는 가운데 고열유속의 원자로 냉각기에 응용되고 있는 비등전열 기기는 비등액의 포화온도와 전열면의 온도차, 즉 벽면 과열면의 미세한 공동(cavity)내에 포획되어 있는 과열증기가 핵이 되어 연속적인 핵비등을 일으키는 과정으로써 이를 획기적으로 향상시키기 위해서 마이크로열유체 개념의 새로운 기술개발이 필요하다.
그리고 매끈한 표면에서의 비등 열전달을 향상시키기 위해서 표면을 가공한 낮은 핀관(Low fin tube), Thermoexcel-E 촉진관, Turbo-B 촉진관, Turbo-C 촉진관과 같은 다양한 열전달 촉진관이 열교환기에 사용되어지고 있다. 이런 대부분의 촉진관이 100kW/m2이하의 낮은 열유속에서 사용되고 있으며 연구도 낮은 열유속에서 진행되는 경우가 대부분이다. 이처럼 촉진관을 이용한 임계 열유속까지의 실험 및 임계 열유속 근방에서의 비등현상에 대한 실험은 거의 없는 실정이다.
현재 화석연료의 매장량 한계에 따른 에너지 효율 증대와 지구온난화와 같은 환경 문제를 해결하기 위해서는 비등 열전달 분야에서의 열전달 성능을 향상시킬 수 있는 연구가 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 열전달 촉진관을 적용한 순수한 물에 대한 비등 열전달 현상에 대해 살펴보고자 한다.
1. Webb, R. L., 1994, Principles of enhanced geat transfer, John Wiley & Sons, Inc., New York, pp293-294
2. 이요한, 2010, 열전달 촉진관에서 순수 냉매의 풀 비등 열전달 향상에 관한 실험적 연구, 인하대학교 대학원, pp1-2
3. 산업자원부, 저온폐열회수용 고성능 마이크로다공성 전열관개발에 관한 연구, 2007, 대한민국, pp1-2
4. Incropera. Dewitt. Bergmanm. Lavine., fundamentals of Heat and Mass Transfer 6th ed., Wiley
5. 임장순, 열전달, 청문각
6. Kirk D. Hagen 저, 김우식 외 공역, 열전달과 응용, 동명사
7. Cooper M. G. "Correlations for Nucleate Boiling Formulation Using Reduceed Properties", PCH, Vol. 3, No. 2, pp. 89-111, 1982.
8. Stephan K. and Abdelsalam, M, "Heat Transfer Correlations for Natural Covection Boiling", Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 23, pp. 73-87, 1980.
9. Incropera F. P. and Dewitt, D. P., "Fundamentals of Heat and Mass Transfer", 3rd., pp. 588-596
10. Cooper, M. G., "Advanced in Heat Transfer", Vol. 16, "Heat Flow Rates in Saturated Nucleate Pool Boiling-A wide Ranging Examination Using Reduced Properties".
11.낮은 핀관과 촉진관을 이용한 대체냉매의 비등열전달에 관한 연구 - 이준강(인하대학교 대학원)
12.열전달촉진관에서 대체냉매의 풀비등 열전달에 관한 연구 - 박진석(인하대학교)
