작은 원통형 풀에서 액체질소의 막비등 열전달에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Film Boiling Heat Transfer of Liquid Nitrogen in Small Cylindrical Pool)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 34권 / 3호 / 138 ~ 144페이지
· 저자명 : 김영찬

초록

본 연구에서는 작은 직경의 원통형 풀에 수평으로 설치된 전열면을 포화상태 액체질소를 이용하여 냉각시키는 비정상 실험을 수행하여, 전열면의 냉각속도를 측정함과 동시에 막비등 영역에서의 열유속을 열전도 역산법을 이용하여 산출하였다. 실험결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. (1) 비정상 실험을 통해 얻은 막비등 열유속은 전반적으로 기존의 연구결과와 비교적 잘 일치하고 있음을 알 수 있었다. (2) 풀의 깊이가 증가할수록 막비등 열유속에 대한 과열도 의존성이 약간 다르게 나타나고 있으며, 이는 비정상 실험에서 발생하는 전열면 후면과 벽면 등에서의 열이동이 주요 원인으로 판단된다. 그러나 본 실험범위에서 이러한 열이동의 효과를 고려하지 않는다면 풀의 깊이가 막비등 열유속에 미치는 영향은 비교적 작으며, 작은 원통형 풀에서의 막비등 열유속은 기존의 연구결과를 이용하여 잘 예측할 수 있는 것으로 판단된다.

영어초록

In this study, experiments on the pool boiling of saturated liquid nitrogen in a small cylindrical pool were conducted, and the film boiling heat transfer for different pool depths was observed. Test surface made of stainless steel was set horizontally upward. The test surface was heated up to approximately 250℃ by an infrared heater, after that it was cooled down by liquid nitrogen. Temperature history was measured using three thermocouples, and based on the measured temperature history, the surface temperature and heat flux were calculated by solving numerically the inverse heat conduction problem. The experimental results showed that the heat flux decreased slightly with an increased depth of the cylindrical pool in the film boiling region. This was thought to be due to the increase in the relative area occupied by the bubbles on the heat transfer surface. However, the effect of the pool depth on film boiling heat flux is not significant and the film boiling heat flux in the small cylindrical pool can be predicted from the correlations of the previous study.

참고자료

· 없음