Annular fin을 가진 제빙관의 열전달 특성

초록

대표적인 정적빙축열 시스템인 관외착빙형의 경우 제빙관 외벽에 응고층이 생성되어, 응고층이 성장함에 따라 열저항이 증가되어 시스템 성능이 저하되는 단점이 나타난다. 본 연구에서는 열전달을 촉진시키기 위한 방법으로 수직원통형 축열조 내의 제빙관 외벽에 annular fin을 부착하여, 외향응고 과정시 발생하는 열전달현상을 실험적으로 규명하였다. fin과 제빙관의 반경비는 각각 2.0, 2.5, 3.0(fin 직경 40,50,60 mm), fin pitch는 20 mm로 하였고, 실험조건으로는 제빙관 내로 유입되는 작동류체의 유입방향을 상향과 하향으로, 온도를 -10℃, 유량을 10 liter/ min.으로 유지하였다. 또한 상변화물질인 물의 초기온도를 각각 1℃와 7℃로 바꾸어 90분간 응고시켰으며, 시간경과에 따른 상변화물질과 fin에서의 온도분포, 응고형상 등을 기록하였다. 실험결과,fin의 반경비가 클수록 fin에서의 전열효과가 커서 fin 표면의 온도가 높게 나타났고, 제빙량이 증가했으나 증가폭은 점차로 둔화되었다. 또한 작동유체 유입방향의 영향으로 응고초기에는 유입구쪽과 출구쪽의 제빙편차가 컸으나 시간이 경과함에 따라 점차 그 편차는 감소되었으며 유입방향이 상향인 경우가 하향인 경우보다 균일한 제빙상태를 나타내었다.