오목반구면에 부착된 리브가 충돌제트 열전달에 미치는 영향 = The Effect of Rib Attached to the Concave Surface on the Impinging Jet Heat Transfer

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 리브가 오목반구면에 부착된 경우와 부착되지 않은 경우 오목면에 충돌하는 국소 Nusselt 수를 측정하였다. 액정과 과도상태기법은 오목반구면에 나타나는 Nusselt 수 분포를 결정하기 위하여 사용되었다. 오목면의 온도는 액정과 칼라디지털 영상처리장치를 이용함으로써 측정되었다. 실험조건은 레이놀즈 수가 Re = 23,000 이고, 노즐과 충돌면 간의 거리가 L/d = 4 ∼ 10까지 변화시켰으며, 오목반구면의 곡률은 d/D = 0.056으로 고정시켰다. 또한 리브의 형태는 높이 d1 = 0.2 cm 이고 피치는 p = 1.2 ∼ 3.2cm 이다. 본 실험의 결과, L/d ≥ 6일 때 리브가 부착된 오목반구면에서의 평균 Nusselt 수가 리브가 부착되지 않은 경우보다 평균 Nusselt 수가 높다. 이 이유는 주로 오목반구면에서 유동박리와 재순환 그리고 재부착이 리브에 의해서 발생되어지는 난류강도 때문이다. 그리고, 오목반구면에 부착된 리브는 더 이상 열전달률을 증가시키지 못하며, 심지어는 리브의 형태와 유동조건에 따라 감소시킴을 볼 수 있었다. 또한, 금박막 필름을 이용한 정상상태 방법에 의한 결과가 shroud 방법을 이용한 과도상태의 기법에 의한 결과와 잘 일치하고 있음을 볼 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The local Nusselt numbers have been measured for a round turbulent jet impinging on the concave surface with and without rib. Liquid crystal/transient method was used to determine the Nusselt number distributions along the surface. The temperature on the surface was measured using liquid crystal and a digital color image processing system. The experiments were made for the jet Reynolds number (Re) 23,000, the dimensionless nozzle-to-surface distance (L/d) from 4 to 10, the dimensionless surface curvature (d/D) 0.056, and the rib type (height (d1) 0.2 cm, pitch (p) from 1.2 to 3.2 cm). It was founded that only when L/d ≥ 6, the average Nusselt numbers on the concave surface with rib are higher than those without rib, mainly due to an increase in the turbulent intensity caused by flow separation, recirculation and reattachment on the wall surface. It was realized that the rib attached on the concave surface may no longer enhance the heat transfer rate or even lowers it depending on the rib type and flow conditions. In addition, the results by the steady-state method using the gold-film Intrex were in good agreement with those by the transient method using shroud method.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ.서론
• Ⅱ.실험장치 및 방법
• Ⅲ.실험해석
• Ⅳ.결과 및 토의
• Ⅴ.결론
• 참고문헌