단일원통 및 관군 주위의 직교유동 대류열전달 실험

소개

A 레포트입니다

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 실험장치 및 방법
4. 실험결과
5. 실험결과 정리
6. 계산과정
7. 고찰
8. 결론
9. 참고이론

본문내용

1)실험 목적

두 유체간의 열전달을 촉진시키기 위한 장치 중, 가장 일반적으로 사용되는 것은 관군 내부를 유동하는 유체와 관군 외부를 직교유동(cross flow)하는 유체 간의 열전달 장치로서, 직교류 열교환기라 한다.
직교류 열교환기의 종합 열전달계수는, 관내부의 유동 유체와 내 벽면 간의 대류, 관 벽 두께를 통한 전도, 관 표면과 횡 유동 유체간의 대류 열전달 등의 3가지 성분으로 구성되지만, 첫 번째와 두 번째 열전달은 과 내 유동속도를 증가시키거나 관 벽 두께를 감소하거나 열전도계수가 큰 재질을 사용하면 증가시킬 수 있다.
그러나 세 번째 성분은 직교 유동 유체의 수 또는 난류를 증가시킴에 의하여 개선될 수 있으며, 난류 강도를 증가시키는 것이 만을 증가시키는 것보다 더욱 효과가 크다. 난류 강도를 촉진시키기 위하여, 흐름 방향의 각 열에 설치된 관들은 앞의 열에서 발생된 난류 영역 내에 위치하며, 다음 열에도 연속적인 영향을 미치므로, 하류 측으로 진행할수록 난류 강도 및 표면 열전달계수는 증가한다.
본 실험에서는 우선, 단일 원통 표면과 원통에 직교 유동하는 공기 간의 열전달계수를 실험적으로 측정한 후, 유동방향으로6개의 열을 갖는 횡류 열교환기의 각열(1열에서 6열까지)에서 열전달계수와 전체 열에서의 평균 열전달계수를 측정값으로부터 계산하여, 직교류 열교환기의 이해에 도움을 주는데 그 목적이 있다.

2) 이 론

(1) 단일 원통에서의 직교 유동
직교류 열교환기는, 직교류 유동장 내에 이웃하는 면들끼리 서로 영향 미치는 열전달 면들이 직렬로 배열된 형태로 단순화할 수 있다. 이러한 면들로부터의 열전달율 예측은, 우선 고립된 한 개의 면,즉 단일 원통에 대한 관계식을 기초로 고려하는 것이 바람직하다.
대류 열전달은 층류와 난류의 두 형태로 구분하며, 전자의 경우, 유체 자신을 통한 열전도가 지배적이므로 열전달율은 비교적 낮고, 유체의 열전도 계수에 지배적 영향을 받는다. 난류에서는 거시적 우체 덩어리가 가열 표면으로부터의 열에너지를 유동장 내로 분산시키므로, 유체 전체로의 열전달이 매우 빠르고 난류 정도가 높을수록 열전달유도 증가한다. 또한 관내 및 평판 층류유동에서 열전달계수는 해석적으로 구할 수 있으나, 원통 외부 유동에 대하여는 주로 실험적 방법에 의존하며, 난류에서도 특수한 경우를 제외한 대부분의 경우 이론적 해는 곤란하므로, 다른 방법이 제시되어야 한다.

참고자료

· 없음