하이브리드 ROD를 갖는 충돌공기제트의 열전달특성에 관한 연구

초록

2차원 충돌공기제트계에 등온 가열된 평판을 노즐과 수직하게 위치시킨 후 가열평판면 위에 난류촉진체로서 사각과 원형의 단면 형상을 조합한 hybrid rod를 제작 설치하여 이 rod가 열전달 특성에 미치는 영향을 실험을 통해 고찰하였다. hybrid rod와 가열 평판면 사이의 간극 C=1㎜, hybrid rod의 피치 P=30㎜로 고정한 후 노즐과 가열평판 사이의 거리와 노즐출구 조건의 함수인 Re를 변화시키면서, hybrid rod의 크기 변화에 따른 열전달 효과를 hybrid rod가 설치되지 않은 경우와 비교 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 온도경계층의 발달로 정체영역에 비해 상대적으로 빈약한 열전달효과를 나타내는 벽면제트영역에서도 hybrid rod설치에 의해 발생하는 제트의 가속과 벽면으로의 재부착, 경계층의 교란 등의 효과가 발생하여 높은 열전달 증진 효과를 얻을 수 있었다. 최대 국부 열전달 증진율은 H/B=2, h-rod=8의 조건하에 X/B∼3.3에서 같은 조건하의 rod를 설치하지 않은 경우에 대해 약 226%로 나타났으며, 최대 국부평균 열전달 증진율은 H/B=2, h-rod=4의 조건하에 X/B∼3.4에서 182%로 나타났다. 전체 평균 열전달은 노즐출구의 유속을 14 m/s(Re=45500)에서 18 m/s (Re=58500)로 증가 시켰을 때 116%의 증가율을 보인 반면에 동일 유속(14m/s)에서 hybrid rod를 설치함으로서 최대 약145%의 증진효과를 얻었다.