주기적으로 배열된 원형 실린더를 이용한 채널 유동의 열전달 증진

초록

고온에서 작동하는 가스터빈의 블레이드나 열교환기에서는 와류생성기(vortex generator)와 같은 열전달 촉진체를 부착하여 열전달을 높이고 있다. 와류 생성기는 유동장에서의 섭동을 증가시켜 열전달을 증진시킨다. 유동장내에 와류 생성기와 같은 장애물이 있는 경우, 그 장애물의 후류 부에 대와류(large scale vortices)가 발생되고, 섞임 현상이 증가하게 된다. 이는 장애물 후류에서의 열전달을 촉진하는 역할을 하는데, 따라서 열교환기의 설계에서는 열교환기의 내부에 이러한 장애물 즉 와류생성기(vortex generator)를 설치하여 열전달 효율을 높이게 된다. 본 연구에서는 마이크로 채널, 열교환기 등에서 평판 사이의 열전달 효율을 높이기 위해 흔히 사용되는 와류 생성기의 가장 단순한 모델로, 채널 내 원형 실린더가 주기적으로 존재하는 경우 (Fig. 1), 실린더와 채널 벽과의 간격(G/d) 변화가 채널 벽면에서의 열전달 효율증진에 미치는 영향을 파악하고자 한다. 이에 대한 연구 결과는 채널형 열교환기 설계 시 참고 자료로 활용될 수 있을 것이다.