반응표면법을 이용한 Cooling Air Cooler 열교환기의 최적 설계 (Optimum Design of a Cooling Air Cooler Heat Exchanger by Using a Response Surface Method)

서지정보

· 발행기관 : 한국동력기계공학회
· 수록지 정보 : 동력시스템공학회지 / 21권 / 3호 / 85 ~ 92페이지
· 저자명 : 김성수, 정효민, 정한식

초록

전세계의 항공 교통량은 향후 20년 내에 연평균 5%씩 증가할 것으로 예측된다. 항공 교통량이 지속적으로 증가하고 환경에 대한 인식이 높아지면서 항공기 엔지 제조사는 연료 연소 및 배출 가스를 줄여야 한다는 압력을 받게되었다. NEWAC은 이 문제를 해결하기 위해 혁신적인 핵심 엔진 개념에 중점을 두고있는 유럽엽합의 새로운 통합 프로그램이다. 본 논문에서는 NEWAC 프로그램 내의 active core에 대하여 조사되어졌다. Active Core용 CAC 열교환기의 최적 설계에 중점을 두었다. CAC 열교환기의 최적 설계를 위해 열교환기 설계 프로그램 HTFS를 활용하였으며 반응표면법(RSM)과 실험설계법(DOE)을 기반으로 최적화 과정을 진행하였다. 그 결과, CAC 열교환기는 shell side 유량 1.0314lb/s, TP는 3.9058mm, 열교환기 높이 206.8181mm, 튜브 수량 918개에서 최적화 되었다. 이러한 반응표면법과 실험설계법을 이용한 최적화기법은 다양하고 복잡한 형상의 열교환기 설계에 유용함을 확인하였다

영어초록

Global air traffic is forecast to grow at an average annual rate of around 5% in the next 20 years. The continuous growth of air traffic and raised environmental awareness put increasing pressure on aero engine manufacturers to reduce fuel burn and emissions. NEWAC are a new integrated program of the European Union with focus on innovative core engine concepts to achieve this problem. In this paper, Within NEWAC, active core engine configurations will be investigated. the investigation is focused on the optimal design of the CAC heat exchanger for active core. For optimal design of he CAC heat exchanger, the HTFS of basic design of heat exchanger are analyzed so as to proceed an optimization routines based on Response Surface Method(RSM) and Design of Experiment(DOE). As a result, CAC heat exchanger optimized by 1.0314 lb/s mass flow rate and 3.9058 mm TP of tube layout and 206.8181 mm height of heat exchanger and 918 tube number for heat transfer and pressure drop.
We confirm the design optimization using RSM and DOE is useful on complex structure of heat exchanger.

참고자료

· 없음