높은 환산압력 조건에서 R1234ze(E)의 관내측 응축 현상 연구 (In-tube Condensation Heat Transfer Characteristics of R1234ze(E) at High Reduced Pressure)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 34권 / 9호 / 420 ~ 425페이지
· 저자명 : 홍경희, 윤린

초록

본 연구에서는 R-1234ze(E)의 높은 환산압력 조건에서의 응축특성을 실험적으로 측정 및 분석함으로서 산업용 열교환기 설계에 대한 기초자료를 제공하고자 한다. 그 결과는 다음과 같다.
(1) 동일한 환산압력조건에서 질량유속의 증가에 따라 응축열전달계수는 증가하였고, 환산압력이 0.5에서 0.6, 그리고 0.6에서 0.7로 각각 증가함에 따라 응축열전달계수는 모든 질량유속조건을 고려할 때 평균적으로 19% 감소하였고, 환산압력이 0.5일 때 질량유속이 300 kg/m2s인 경우에 비해 질량유속이 400과 500 kg/m2s인 경우 응축열전달계수는 각각 약 23%, 57% 증가하였다.
(2) 기존 관 내측 응축열전달계수의 예측을 위한 Cavallini and Zecchin 상관식, Shah 상관식, Traviss 상관식은 열전달계수 실험값을 100% 내외에서 크게 과대 예측하는 경향을 보였다. 이는 각각의 상관식이 높은 환산압력을 고려하지 못하고, R-1234ze(E)의 열 및 전달물성을 고려하지 않은 결과로 판단되며, 높은 환산압력을 고려한 새로운 상관식의 개발이 필수적으로 요구된다. 다만, 현재로서는 높은 환산압력조건에서는 기존 상관식을 활용하여 응축열전달계수를 예측하고 환산압력의 증가에 따라 평균 19%씩 감소하는 경향을 반영하여 예측할 수 있다.

영어초록

The condensation heat transfer coefficients of R-1234ze(E) were experimentally measured. The test facility comprised a test part, a preheating part, and a condensing part. The test section of copper tube with a diameter of 1/2 inch and a length of 2 m was installed, inside a PVC pipe, which was cooled by brine. A thermocouple was attached to the surface of the copper tube by soldering, and the surface temperature of the copper tube was measured for each section. Tests were performed under the conditions of a mass flow rate of 300-500 kg/m2s and a reduced condensation pressure of 0.5-0.7. The condensation heat transfer coefficient of the R-1234ze(E) refrigerant decreased by 19%, as the reduced condensation pressure increased from 0.5 to 0.6 or 0.6 to 0.7, and the pressure drop also decreased as the reduced pressure increased. The predictions by the Cavallini correlation and the Traviss correlation showed the mean deviation for the condensation heat transfer coefficients by 91.8% and 61.6% of the experimental results, respectively. Thus, the existing correlations for the condensation heat transfer coefficients can be used, by considering the decreasing rate of 19% with increase of reduced pressure under the high reduced pressure conditions.

참고자료

· 없음