CFD를 통한 슬릿 물결 핀이 장착된 소구경 핀-튜브 열교환기의 공기측 성능 분석

Q: 이 논문에서 정의한 Colburn j 계수란 무엇인가?

Colburn j 계수는 열교환기의 열전달 성능을 평가하는 무차원수로, Stanton 수와 Prandtl 수의 관계를 통해 정의된다. 이는 주로 핀-튜브 열교환기와 같은 열교환 장치에서 공기측 열전달 특성을 분석하고 비교하는 데 활용된다.

Q: 슬릿 물결 핀이 장착된 핀-튜브 열교환기의 공기측 성능은 주요 설계 변수에 따라 어떻게 변화하는가?

연구 결과, 관 직경이 작아지면 j와 f factor는 낮게 예측되나 area goodness factor는 높아진다. 단 간격이 증가하거나 열 간격 및 핀 간격이 감소할수록 j와 f factor가 증가하여 열전달 성능이 향상되지만, 유속이 증가할수록 이러한 경향성은 약화된다.

이상욱; 안준

doi:10.3795/KSME-B.2022.46.11.603

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이상욱 (국민대학교) 안준 (국민대학교)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 B권 대한기계학회논문집 B권 제46권 제11호(통권 제446호)

발행연도: 2022.11

수록면: 603 - 610 (8page)

DOI: 10.3795/KSME-B.2022.46.11.603

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핀-튜브 열교환기는 많은 산업분야에서 활용되고 있으며, plate형 핀-튜브 열교환기는 특히 산업용 보일러, 냉·난방 기기 등에 많이 사용된다. 본 연구에서는 CFD를 통해 슬릿 물결 핀이 장착된 소구경핀-튜브 열교환기에 대하여 관 직경, 단·열 간격 그리고 핀 간격 변화에 따른 열전달 및 압력강하 특성을 분석하였다. 해석 결과로는 관 직경이 작아지면 j와 f factor가 낮게 예측되고 area goodness factor는 높게, volume goodness factor는 낮게 예측되었다. 단 간격은 증가할수록 j와 f factor가 증가했지만 열 간격은 감소할수록 j와 f factor가 증가했다. 또한, 핀 간격이 감소할수록 j와 f factor가 증가하지만 공기측 유속이 증가할수록 경향성은 옅어졌다.

#CFD(전산유체역학) #Fin-Tube Heat Exchanger(핀-튜브 열교환기) #Colburn j Factor(Colburn j 계수) #Friction Factor(Friction 계수) #Turbulence Model(난류 모델)

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