R-1233zd(E) 냉매를 적용한 유하액막식 증발 열전달 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Performance Characteristics of Falling Film Evaporative Heat Transfer for R-1233zd(E) Refrigerant)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 33권 / 11호 / 599 ~ 607페이지
· 저자명 : 김동호, 김정철, 이공훈

초록

본 연구에서는 Low GWP 냉매 개발과 함께 냉매 충진량 저감 이슈로 주목받고 있는 유하액막식 증발기와 관련하여 선행적인 연구로 R-1233zd(E)의 유하액막식 증발 열전달 성능 시험을 수행하였다. 트레이로 공급되는 냉매 순환 유량 및 포화온도의 변화에 따라 증발열전달계수의 성능 변화를 실험적으로 확인하였으며, 유하액막식 증발기 설계의 기초 설계 근거 자료로 활용하고자 하며 주요 결과는 다음과 같다.
(1) 각 전열관의 Film Re이 증가에 따라 총괄 및 냉매 열전달계수가 증가하다가 특정 Re 조건(150~200, = 0.014~0.018 kg/m·s) 이후에서는 수렴하는 형태로 나타나며, 이는 냉매를 사용하는 유하액막식의 일반적인 증발열전달 성능 특성을 보인다.
(2) 전열관 위치별 열전달계수는 트레이 기준 최상단, 최하단부에서 낮은 값을 나타내며 최상단 부의 경우 전열관 길이 방향으로 일부 간격을 두고 액적이 공급되는 바 작은 면적에서만 열전달이 이뤄지기 때문이며 최하단 부에서는 건조부(dry patch)의 면적 증가와 함께 상대적으로 열전달계수가 낮음을 확인하였다.
(3) 전열관이 충분히 젖은 조건(=0.023 kg/m·s)에서 열유속에 따라 열전달계수가 서서히 증가하는 것을 확인 할 수 있었으며, 포화온도의 증가에 따라 열전달계수는 평균 6.7% 증가하였다. 또한, 전열관이 충분히 젖은 조건(convective condition)에서는 열유속에 따른 열전달계수의 변화가 크게 없었으며 이와 반대의 조건 (boiling dominated condition)에서는 열유속에 따라 열전달계수가 크게 변화하는 것을 확인하였다.

영어초록

Along with the development of low global warming potential (GWP) refrigerants to prevent global warming, the development of a falling film type evaporator is required to reduce the charge amount of refrigerant in an evaporator. Unlike existing flooded evaporators, the development of a falling film evaporator using refrigerant is still in an incomplete state. In this study, factors affecting performance characteristics of falling film evaporation using R-1233zd(E) refrigerant were experimentally confirmed and effects of film Re and heat flux on heat transfer were investigated. As film Re of each tube increased, heat transfer coefficient also increased. It then converged after a certain film Re. The relationship between the heat flux and the heat transfer coefficient was examined.

참고자료

· 없음